Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

High-throughput Syntese af kulhydrater og Funktionalisering af polyanhydridet Nanopartikler

Published: July 6, 2012 doi: 10.3791/3967
* These authors contributed equally

Summary

I denne artikel er en high throughput fremgangsmåde præsenteres til syntese af oligosaccharider og deres fastgørelse til overfladen af ​​polyanhydrid nanopartikler til yderligere anvendelse i målretning specifikke receptorer på antigenpræsenterende celler.

Abstract

Tværfaglig tilgang med inddragelse af områder som materielt design, nanoteknologi, kemi og immunologi skal udnyttes til rationelt at designe effektive vacciner luftfartsselskaber. Nanopartikel-baserede platforme kan forlænge eksistensen af vaccineantigener, hvilket kan forbedre vaccinens immunogenicitet 1. Flere biologisk nedbrydelige polymerer har været undersøgt som vaccine leveringsvehikler 1, i særdeleshed, har polyanhydrid partikler demonstreret evne til at tilvejebringe langvarig frigivelse af stabile protein-antigener, og at aktivere antigenpræsenterende celler og modulere immunreaktioner 2-12.

Den molekylære konstruktion af disse vaccine bærere må integrere en rationel udvælgelse af polymere egenskaber såvel som inkorporering af passende målrettende midler. Høj gennemløb automatiseret fremstilling af målretning ligander og funktionaliserede partikler er et kraftfuldt værktøj, der vil øge muligheden for at studere en bred range af egenskaber og vil føre til udformningen af ​​reproducerbare vaccine tilførselsanordninger.

Tilsætningen af målretning ligander, der kan genkendes af specifikke receptorer på immunceller er blevet vist at modulere og skræddersy immunresponser 10,11,13 C-type lectin receptorer (CLR) er mønstergenkendelse receptorer (PRRS), som genkender kulhydrater til stede på overflade af patogener. Stimulering af immunceller via CLR tillader forøget internalisering af antigen og efterfølgende præsentation for yderligere T-celleaktivering 14,15. Derfor carbohydratmolekyler spiller en vigtig rolle i studiet af immunresponser, men anvendelsen af ​​disse biomolekyler ofte lider af manglende tilgængelighed af strukturelt veldefinerede og rene kulhydrater. En automatisering platform baseret på iterativ løsning-fase reaktioner kan aktivere hurtig og kontrolleret syntese af disse syntetisk udfordrende molekyler ved hjælp af betydeligt lavere bPBYGNING blok mængder end traditionelle fastfase-metoder 16,17.

Heri vi rapportere en protokol for automatiseret løsning-fase syntese af oligosaccharider, såsom mannose-baserede rettet ligander med fluorous fast-fase-ekstraktion for mellemliggende rensning. Efter udvikling af automatiserede metoder til at gøre det kulhydrat-baserede targetingmiddel, beskriver vi fremgangsmåder til deres fastgørelse på overfladen af polyanhydrid nanopartikler anvendelse af et automatiseret robot, der er nedsat drives LabVIEW som tidligere beskrevet 10. Overflade funktionalisering med kulhydrater har vist effekt i at målrette CLR 10,11 og øge gennemløb af fabrikation metode til at afdække kompleksiteten forbundet med en multi-parametrisk system vil være af stor værdi (figur 1a).

Protocol

1. High-throughput Carbohydrate Syntese

  1. Før den automatiserede syntese af dimannoside, et passende beskyttet sukker donor, typisk trichloracetimidat og acceptor, fortrinsvis en alkenylgruppe fluorous alkohol, syntetiseres på bench-top.
  2. Et program skrevet til automatiseret syntese af dimannoside. En skematisk fremstilling af den grundlæggende automatiseret procedure er vist i figur 2. I programmet, sikres det, at før tilsætning af promotoren, er blandingen af ​​donor-og acceptor omrørt i mindst 30 min.
  3. Opløsninger af syntetiske donor, acceptor-og trimethylsilyltrifluormethansulfonat fremstilles i dichlormethan. Toluen og dichlormethan anvendes hyppigst til glycosyleringsreaktioner.
  4. Også fremstille opløsninger af reagenser til afbeskyttelse af midlertidige beskyttelsesgrupper i 80% methanol og 100% methanol.
  5. Forud for starten af ​​programmet, at den vedrøive luftfugtighed i rummet er 30% eller lavere i automatisering kammeret. Høj luftfugtighed er til skade for glycosyleringsreaktioner.
  6. Når programmet startes, robotarmen overfører opløsninger af donor og acceptor i reaktionshætteglasset sekventielt. Hvorefter blandingen omrøres i 30 minutter.
  7. Næste robotarmen overfører 0,2 til 0,3 ækvivalenter af trimethylsilyltrifluormethansulfonat i blandingen, typisk ved stuetemperatur, selv om lavere temperaturer, såsom -20 ° C kan opnås. Reaktionsblandingen omrøres i 30 minutter.
  8. Efter 30 minutter standses reaktionen, og en lille aliquot fjernet for at overvåge reaktionens forløb. Hvis ikke fuldstændig, kan reaktionen fortsættes, og i sidste ende den krævede tid kan modificeres.
  9. Når reaktionen er fuldstændig, får reaktionsblandingen overført til fluorous fastfaseekstraktion (FSPE) patroner indeholdende C8 F-17-modificerede silica-gel til oprensning.
  10. Vognenkamme er først vasket med en 80% methanol-vand-blanding (8 ml) for at slippe af den ikke-fluorous fraktion.
  11. Derefter patronerne vaskes med 100% methanol til opnåelse af den ønskede fluorous-mærket produkt. Hvis yderligere oprensning ønskes, kan maskinen standset, og reaktionsproduktet (r) fjernes til rensning af yderligere midler.
  12. Efter oprensning cyklus dispenserer robotarmen natriummethoxid i reaktionshætteglasset. Reaktionsblandingen omrøres i 2 timer. Hvis ikke fuldstændig, kan reaktionsblandingen igen i en længere periode, og til sidst den programmerede krævede tid kan ændres.
  13. Efter færdiggørelse af reaktionen renses produktet ved FSPE og derefter underkastes opløsning i vandfri toluen efterfulgt af inddampning til fjernelse af resterende vand.
  14. Derefter cyklus (fra trin 6 til 13) gentages indtil den ønskede kædelængde er opnået for målmolekylet.
  15. Det beskyttede produkt fås fra automatisering er then yderligere oprenset og fuldt karakteriseret ved teknikker såsom kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi. Komplet afbeskyttelse (fjernelse af alle resterende beskyttende grupper) af det endelige mål molekyle er derefter fuldført uden for automation platform som regel, fordi det som regel indebærer eksplosiv hydrogengas og palladium. Den endelige afbeskyttelsestrin blev udført på bench-top uden automatisering platformen. Det første trin var ozonolyse af dobbeltbindingen i fluorous tag, efterfulgt af oxidation af den producerede aldehyd til en carboxylsyre. Produktet blev oprenset ved søjlekromatografi. Sluttrinet var afbeskyttelse af benzyletheren grupper ved palladium-katalyseret hydrogenering. Produktet blev passeret gennem en celitpude for at slippe af palladium til at få rent slutprodukt.

2. High-throughput Nanopartikel overflade Funktionalisering

  1. High-throughput polymersyntese og nanopartikler fremstilling udføres ved at følge den samme protocol og robot nedsat beskrevet af Petersen et al 19. Den copolymer, der anvendes til partikel fremstilling er baseret på sebacinsyre (SA) og 1,6-bis (para-carboxyphenoxy) hexan (CPH) og 1,8-bis ( para-carboxyphenoxy) -3,6-dioxaoctan (CPTEG) og CPH. En skematisk repræsentation af robot aflejring anvendte apparat er vist i figur 1b.
  2. Efter nanopartikel fabrikation, er indehaveren indeholder rør med nanopartikel biblioteket genfastgøres til den lineære aktuator scenen.
  3. Til fastgørelse af kulhydrater til overfladen af polyanhydrid partikler, er en amin-carboxylsyre koblingsreaktion 20 består af to på hinanden følgende reaktioner udføres.
  4. For den første reaktion, er sprøjten i den første programmerbare sprøjtepumpen fyldt med 10 ækvivalenter (ligning) (ækvivalenter gennemsnitlige molære carboxylsyre koncentration på partikeloverfladen) 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide hydrochlorid (EDC) og 10 ækv. ethylendiamin i en vandig opløsning. medens sprøjten i den anden programmerbare sprøjtepumpen er fyldt med 12 ækv N-hydroxysuccinimid (NHS) i vandig opløsning.
  5. Ved hjælp af LabVIEW program, er reagens suspensioner deponeres i nanopartikel biblioteket *.
  6. Dernæst bliver hver prøve sonikeret (30 s ved 40 Hz) og røret holderen frigøres fra robot platformen.
  7. Nanopartikel suspensioner inkuberes i 9 timer ** med konstant rotation ved 4 ° C.
  8. Efter reaktionstiden er afsluttet, bliver rørene centrifugeret (12000 xg i 5 min) og returneres til robot station til at udføre to vasketrin.
  9. Til vask, er fortsat en sprøjte tomme og indlæses i den første programmerbare sprøjtepumpen, medens sprøjten i den anden sprøjte pumpen er fyldt med koldt vand. Supernatanten i hvert rør trækkes ind i den tomme sprøjte og den anden pumpe aflejringer koldt vand.
  10. Homogenisering af nanopartikelsuspension udføres som beskrevet på trin 2.6. Rørene centrifugeres derefter (12000 xg i 5 min) og et andet vasketrin udføres som beskrevet på trin 2.9.
  11. For den anden reaktion, to deposition trin anvendes. I det første aflejring trin. 12 ækv af EDC er fyldt med en pumpe og 12 eq. af NHS er fyldt med den anden pumpe.
  12. Det andet aflejring trin omfatter 10 ækv. af en specifik saccharid på den første og den anden pumpe (dvs. galactose, lactose eller di-mannose), *** og en tredje pumpe med 10 ækv. glycolsyre (anvendt som kontrol ****).
  13. Nanopartikel suspensioner homogeniseres som beskrevet i trin 2.6 og inkuberet i 9 timer med konstant rotation ved 4 ° C.
  14. Efter det tidspunkt reaktionen er fuldført, bliver et vasketrin udførtes som beskrevet i trin 2.8, 2.9 og 2.10.
  15. Den funktionaliserede nanopartikel bibliotek anbringes derefter i et vakuumkammer til at tørre i mindst 2 timer.
  16. De funktionaliserede nanopartikler er på bogstavteriseret ved røntgen-fotoelektronspektroskopi og et højt gennemløb phenol-svovlsyre-assayet til bestemmelse af overfladen sammensætningen og koncentrationen af ​​saccharidet hhv. Scanning elektronmikroskopi og dynamisk lysspredning anvendes til at bestemme partikelstørrelse, størrelsesfordeling og overfladeladning.

Bemærk: * Deposition mængder varierer med mængden af ​​nanopartikler, der er indeholdt i hvert rør.
** Reaktionstider for første og anden reaktioner kan ændres for at justere den endelige saccharidet koncentration.
*** Hver saccharid er deponeret i reagensglas afhængigt af den ønskede gruppe.
**** For den specifikke reaktion anvendes i denne undersøgelse til fastgørelse af kulhydrater, der glycolsyre anvendes som en linker kontrol siden afbeskyttede saccharider allerede dette molekyle er kovalent bundet, som tillader yderligere fastgørelse til nanopartikler overflade.

3. Repræsentative resultater

Den fully beskyttet dimannoside vist i figur 2 blev syntetiseret under anvendelse af automatisering platformen. Den syntetiserede forbindelse blev karakteriseret ved 1H-NMR i en VXR 400 MHz spektrometer under anvendelse af CDCl3 som opløsningsmiddel. NMR-spektret er vist i figur 3.

Anvendelse af high-throughput nanopartikel fremstilling og funktionalisering af polyanhydrid nanopartikler beskrevet heri, er fastgørelse af dimannose, lactose og galactose blev udført med held 10, 11. Anvendelse af denne opsætning blev optimale reaktionsbetingelser (dvs. reaktionstemperatur og tid) identificeres for at opnå den ønskede nanopartikler funktionalisering og morfologi. Når reaktionen blev udført ved 4 ° C i stedet for stuetemperatur, blev en reduktion i nanopartikel aggregation observeret ved SEM (data ikke vist). Tabel 1 viser repræsentative resultater karakterisering af funktionaliserede 50:50 CPTEG: CPH nanopartikler med enten di-mannose ellerlactose, syntetiseret ved 4 ° C. Data indikerer en lille stigning i den gennemsnitlige nanopartikel diameter på grund af funktionalisering. Medens de ikke-funktionaliserede nanopartikler har en negativt zeta-potentiale på ca. -20 MV, de funktionaliserede partiklerne udviste en positiv zetapotentialet værdi, hvilket viser succesfuld funktionalisering af nanopartikel overflade. Lactose og di-mannose begge neutrale sukkerarter, men frie amingrupper fra ethylendiamin linkeren anvendes til at fastgøre sacchariderne kan være ansvarlig for den positive zetapotentialet.

Reaktionstiden er en anden variabel, der kan påvirke både den endelige morfologi af nanopartikler og graden af ​​sukker opnåede binding. Ved justering af reaktionstiden, kan den endelige sukkerkoncentration fastgjort til nanopartikler overflade kontrolleres som vist i figur 4A. Som forventet koncentrationen af ​​dimannose på overfladen af ​​50:50 CPTEG: CPH nanopartikler øges medden totale reaktionstid og nåede et maksimum efter 18 timer. Nanopartikler funktionaliseret med 24 timers total reaktionstid blev anvendt til at vurdere deres evne til at målrette CLR på muse knoglemarvsceller dendritiske celler (DC'er). Flow-cytometri blev anvendt til at evaluere ekspression af to CL-receptorer (dvs. Cire (CD209, DC-SIGN) og mannose-receptor (CD206)) efter stimulering med ikke-funktionaliseret, og lactose og di-mannose funktionaliserede nanopartikler (figur 4B). En højere ekspression af begge receptorer, hvilket er en indikation af en effektiv målretning blev opnået, når cellerne blev stimuleret med både lactose og di-mannose funktionaliserede nanopartikler. Imidlertid di-mannose-funktionaliserede partikler udviste en højere ekspression indikerer en specificitet af denne ligand for de receptorer, blev undersøgt.

Nanopartikel typen Gennemsnitlige partikeldiameter (nm) Averaseri Particle ζ-potentiale (mV)
Ikke-funktionaliseret 162 ± 43 -20 ± 0,6
Laktose 235 ± 34 26 ± 2,4
Di-mannose 243 ± 32 30 ± 4,2

Tabel 1. Nanopartikel karakterisering. Ikke-funktionaliseret og funktionaliseret blev karakteriseret ved kvasi-elastisk lysspredning og zetapotentialet målinger. Partikelstørrelsesdata repræsenterer middelværdien ± standardafvigelse (SD) af dynamisk lysspredning data indsamlet i tre uafhængige forsøg. Zeta-potentialet data repræsenterer middelværdien ± SD af tre uafhængige aflæsninger. Ændring i tegnet af zeta potentiale, viser, at sukker var effektivt konjugeret til 50:50 CPTEG: CPH nanopartikel overflade.

Figur 1 = "/ Files/ftp_upload/3967/3967fig1.jpg" />
Figur 1 (a) Grafisk repræsentation af den fremgangsmåde, med carbohydrat funktionalisering af polyanhydrid nanopartikler og et eksempel på de funktionaliserede nanopartikel biblioteker, der kan være konstrueret med den beskrevne high-throughput fremgangsmåde. (B) Skematisk gengivelse af det automatiserede aflejringsapparat anvendes til partikel funktionalisering, som består af (i) tre NE 1000 pumper, (ii) en robot trin integreret med to aktuatorer (Zaber): én til bevægelse i X-retningen og den anden for bevægelse i Y-retningen, (iii) en anden robot fase med to hosliggende hylder (hensigtsmæssigt rør og kuvetter) bestående af tre aktuatorer, en for hver retning (x, y og z). Pumperne og i alt fem aktuatorer er forbundet i serie. Aktuatorer og pumper drives af en computer ved hjælp af LabVIEW software. Dette diagram er ikke i korrekt målestok.arge.jpg "target =" _blank "> Klik her for at se større figur.

Figur 2
Figur 2. Grafisk repræsentation af den automatiserede iterative syntesen af carbohydrater med mannose som et eksempel.

Figur 3
Figur 3. 1H NMR af den beskyttede dimannoside.

Figur 4
Figur 4 (a) Virkningen af ​​reaktionstiden på nanopartikler overfladekoncentration af saccharid. I de viste data, 50:50 CPTEG: blev CPH nanopartikler funktionaliseret med dimannose ved forskellige reaktionstider og reaktionen blev udført ved 4 ° C. Gennemsnittet og standardafvigelsen af ​​to uafhængige funktionalisering eksperimenter er vist. (B) lactose og di-mannose funktionaliserede nanopartiklereffektivt mål DC-SIGN (Cire, CD209) og mannose-receptor (CD206) på benmarvs-afledte dendritiske celler som påvist ved den forøgede ekspression af disse to markører efter stimulering med funktionaliseret 50:50 CPTEG: CPH nanopartikler sammenlignet med den opnåede ekspression med ikke-funktionaliserede partikler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Effekten af kulhydrater som målrettende midler til direkte nanopartikel interaktioner til immunceller er tidligere blevet demonstreret 10, 11. Tidligere forskning i vore laboratorier har vist, at specifikke sukkere knyttet til polyanhydrid nanopartikler stand til at målrette forskellige CLR på antigenpræsenterende celler (APC'er) og dermed forbedre aktivering af immunceller, som kan være vigtige for yderligere T-celleaktivering 10, 11. Men for at opnå optimal målrette flere parametre, såsom polyanhydrid kemi, størrelse, type af sukker eller overflade sukker tæthed-skal optimeres og dermed øge gennemstrømningen i fabrikation metode til at afdække kompleksiteten forbundet med sådan en multi-parametrisk systemet vil være af stor værdi. Hertil kommer, at brugen af ​​funktionaliserede nanopartikler, hvis af stor værdi for andre relaterede områder inden for forskning, herunder biosensorer, enzym immobilisering, og afsløring af foodbOrne patogener.

Ved anvendelse af beskrevne high-throughput syntese af kulhydrater kan udfordringer i reproducerbar syntese af carbohydratmolekyler kan afbødes. Automatiserede parallelle reaktioner med samme sukker kan producere større mængder af materiale efter behov. De kendte roller sukker og glycokonjugater er hastigt ekspanderende. Ikke desto mindre en forståelse af de molekylære mekanismer af kulhydrater i mange processer, fx signaltransduktion eller cellulære genkendelse processer 21, afhængig af let og billig tilgængeligheden af strukturelt veldefinerede saccharider. Beskyttelse / afbeskyttelse strategier til kontrol af reaktiviteten af ​​de forskellige hydroxylgrupper til præcis kædeforlængelse er et vigtigt forudsætning for sukker syntese, men er besværligt og tidskrævende. Oligonukleotider og oligopeptider regelmæssigt og effektivt syntetiseres ved hjælp af automatiserede synteseapparater 22, 23. En fastfase synthesizer er ava ilable for oligosaccharidsyntese 24, men lider af alvorlige ulemper: f.eks store overskud af byggeblokke (5 til 20 ækvivalenter pr koblingstrin), mangel på let overvågning af reaktionens forløb, og den iboende variabilitet af de fastfase-anvendte harpikser . En ny løsning fase automatisering platform, kræver imidlertid kun 2 til 3 ækvivalenter af disse værdifulde byggesten. I denne platform forskellige fluorous mærker, såsom alkenyl fluorous gruppen muliggør fluorous fastfase-ekstraktion (FSPE) at oprense mellemprodukterne let fra ikke-fluorous forbindelser 18, 25, 26. Imidlertid, som vist her, er disse koder ikke udelukker opløsning-fase glycosylering og afbeskyttelsesreaktioner i standard organiske opløsningsmidler. Også i modsætning til alle fastfase automatiseret synteseapparat, giver dette nye platform faste reaktionsprodukter overvågningsstrategier såsom massespektrometri (MS) og tyndtlagskromatografi (TLC) på ethvert tidspunkt.

ontent "> Som beskrevet i afsnittet Resultater efter high-throughput funktionalisering af nanopartikler præsenteret heri, er reaktionsbetingelserne (fx reaktionstid og temperatur) for at opnå optimal nanopartikel morfologi efter funktionalisering blevet optimeret. Optimal Reaktionstemperaturen kan være nødvendigt at optimere afhængigt af de polymere egenskaber, der anvendes til at fremstille nanopartikler (f.eks glasovergangstemperatur (Tg), nedbrydningshastigheder). For eksempel, når der anvendes polymerer med lav Tg (under stuetemperatur), vil funktionalisering reaktioner skal udføres ved lave temperaturer, hvilket er tilfældet for nogle af de polyanhydrid kemier, der anvendes i vores forskning gruppe. Optimering af den totale reaktionstid anvendes til partiklen funktionalisering ønskes især når partikel kemi med forskellige nedbrydningshastigheder skal funktionaliseres. kortere reaktionstid kan være ideel at funktionalisere bulk-udhulet materialer especielt når en målrettet sukker skal fastgøres til lægemiddel-eller protein-ladede partikler. Sukkerkoncentration på partikeloverfladen kan være en vigtig variabel til at styre den biologiske ydeevne af disse bærere. Den biologiske Resultatet af varierende sukker koncentration er en aktuel område af studier i vores laboratorier. Anvendelsen af ​​dette high throughput sat op til at fremstille og funktionaliserede polyanhydrid nanopartikler tillader afprøvning af flere variable hurtigere end konventionelle fremstilling og funktionalisering metoder. Den væsentligste begrænsning af højt gennemløb teknik er den maksimale batchstørrelsen af ​​partikler, der kan opnås, da det er begrænset af størrelsen af ​​beholderne, der kan passe i apparatet holdere: imidlertid, idet den primære anvendelse af denne opstilling er til screening mindre størrelse batch effektivt kan bruge til dette formål.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

NLBP er medstifter og kapitalandele i kulhydratstofskiftet virksomheden LuCella Biosciences, Inc.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne takke den amerikanske hær Medical Research og Materiel Kommando (Grant # W81XWH-10-1-0806) og National Institutes of Health (Grant # U19 AI091031-01 og Grant # 1R01GM090280) for finansiel støtte. BN anerkender den Balloun professoratet i kemiske og biologiske Engineering og NLBP anerkender Wilkinson professor i Interdisciplinary Engineering. Vi takker Julia Vela for sin bistand til gennemførelsen af ​​nanopartikel funktionalisering eksperimenter.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Motorized XYZ Stage: 3x T-LSM050A, 50 mm travel per axis Zaber Technologies T-XYZ-LSM050A-KT04
NE-1000 Single Syringe Pump New Era Pump Systems NE-1000
Pyrex* Vista* Rimless Reusable Glass Culture Tubes Corning 07-250-125
ASW 1000 Chemspeed Technologies
LabVIEW National Instruments 776671-35
SGE Gas Tight Syringes, Luer Loc Sigma Aldrich 509507
XL-2000 Sonicator Qsonica Q55
Mini-tube rotator Fisher Scientific 05-450-127

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Zepp, F. Principles of vacine design-lessons from nature. Vaccine. 28, C14-C24 (2010).
  2. Ulery, B. D., Phanse, Y., Sinha, A., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B., Bellaire, B. H. Polymer chemistry influences monocytic uptake of polyanhydride nanospheres. Pharm. Res. 26, 683-690 (2009).
  3. Torres, M. P., Wilson-Welder, J. H., Lopac, S. K., Phanse, Y., Carrillo-Conde, B., Ramer-Tait, A. E. Polyanhydride microparticles enhance dendritic cell antigen presentation and activation. Acta Biomater. 7, 2857-2864 (2011).
  4. Torres, M. P., Determan, A. S., Anderson, G. L., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Amphiphilic polyanhydrides for protein stabilization and release. Biomaterials. 28, 108-116 (2007).
  5. Petersen, L. K., Ramer-Tait, A. E., Broderick, S. R., Kong, C. S., Ulery, B. D., Rajan, K. Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants. Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).
  6. Petersen, L. K., Xue, L., Wannemuehler, M. J., Rajan, K., Narasimhan, B. The simultaneous effect of polymer chemistry and device geometry on the in vitro activation of murine dendritic cells. Biomaterials. 30, 5131-5142 (2009).
  7. Lopac, S. K., Torres, M. P., Wilson-Welder, J. H., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Effect of polymer chemistry and fabrication method on protein release and stability from polyanhydride microspheres. J. Biomed. Mater. Res. B. 91, 938-947 (2009).
  8. Determan, A. S., Wilson, J. H., Kipper, M. J., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Protein stability in the presence of polymer degradation products: Consequences for controlled release formulations. Biomaterials. 27, 3312-3320 (2006).
  9. Determan, A. S., Lin, V. S. Y., Nilsen-Hamilton, M., Narasimhan, B. Encapsulation, stabilization, and release of BSA-FITC from polyanhydride microspheres. J. Controlled Release. 100, 97-109 (2004).
  10. Chavez-Santoscoy, A., Roychoudhury, R., Ramer-Tait, A. E., Pohl, N. L. B., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Tailoring the immune response of alveolar macrophages by targeting different C-type lectin receptors using "pathogen-like" amphiphilic polyanhydride nanoparticles. Biomaterials. , Forthcoming (2011).
  11. Carrillo-Conde, B., Song, E. -H., Chavez-Santoscoy, A., Phanse, Y., Ramer-Tait, A., Pohl, N. L. Mannose-functionalized "pathogen-like" polyanhydride nanoparticles target C-type lectin receptors on dendritic cells. Mol. Pharmaceutics. 8, 1877-1886 (2011).
  12. Carrillo-Conde, B., Schiltz, E., Torres, M. P., Yu, J., Phillips, G., Minion, C. Amphipilic polyanhydrides for stabilization of Yersinia pestis antigens. Acta. Biomater. 6, 3110-3119 (2010).
  13. Reddy, S. T., Swartz, M. A., Hubbell, J. A. Targeting dendritic cells with biomaterials: developing the next generation of vaccines. Trends Immunol. 27, 573-580 (2006).
  14. Higashi, N., Fujioka, K., Denda-Nagai, K., Hashimoto, S., Nagai, S., Sato, T. The macrophage C-type lectin specific for galactose/N-acetylgalactosamine is an endocytic receptor expressed on monocyte-derived immature dendritic cells. J. Biol. Chem. 277, 20686 (2002).
  15. Geijtenbeek, T. B. Signalling through C-type lectin receptors: shaping immune responses. Nat. Rev. Immunol. 9, 465-479 (2009).
  16. Seeberger, P. H. Automated oligosaccharide synthesis. Chem. Soc. Rev. 37, 19-28 (2008).
  17. Seeberger, P. H. Automated Carbohydrate Synthesis as Platform to Address Fundamental Aspects of Glycobiology-Current Status and Future Challenges. Carb. Res. 343, 1889-1896 (2008).
  18. Jaipuri, F. A., Pohl, N. L. Toward solution-phase automated iterative synthesis: fluorous-tag assisted solution-phase synthesis of linear and branched mannose oligomers. Org. Biomol. Chem. 6, 2686-2691 (2008).
  19. Petersen, L. K., Chavez-Santoscoy, A., Narasimhan, B. Combinatorial synthesis of and high-throughput protein release from polymer film and nanoparticle libraries. J. Vis. Exp. , Forthcoming (2011).
  20. Song, E. -H., Osanya, A. O., Petersen, C. A., Pohl, N. L. B. Synthesis of multivalent tuberculosis and Leishmania-associated capping carbohydrates reveals structure-dependent responses allowing immune evasion. J. Am. Chem. Soc. 132, 11428-11430 (2010).
  21. Hakamori, S. Aberrant glycosylation in tumor and tumor associated carbohydrate antigens. Adv. Cancer Res. 59, 257-331 (1989).
  22. Atherton, T., Sheppard, R. C. Solid-phase peptide synthesis: a practical approach. , Oxford Univ Press. Oxford, UK. (1999).
  23. Caruthers, M. H. Gene synthesis machines: DNA chemistry and the uses. Science. 230, 281-285 (1985).
  24. Plante, O. J., Palmacci, E. R., Seeberger, P. H. Automated solid- phase synthesis of oligosaccharides. Science. 291, 1523-1527 (2001).
  25. Ko, K. -S., Park, G., Yu, Y., Pohl, N. L. Protecting group-based colorimetric monitoring of fluorous-phase and solid-phase synthesis of oligoglucosamines. Org. Lett. 10, 5381-5384 (2008).
  26. Pohl, N. L. Automated solution-phase oligosaccharide synthesis and carbohydrate microarrays: development of fluorous-based tools for glycomics. Chemical Glycobiology. Chen, X. H. R., Wang, G. P. , American Chemical Society. Washington, DC. 272-287 (2008).

Tags

Bioengineering Kemiteknik Højkapacitetsforskning Automation Kulhydrater Synthesis Polyanhydrider Nanopartikler Funktionalisering Målretning Fluorous Solid Phase Extraction
High-throughput Syntese af kulhydrater og Funktionalisering af polyanhydridet Nanopartikler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Carrillo-Conde, B. R., Roychoudhury, More

Carrillo-Conde, B. R., Roychoudhury, R., Chavez-Santoscoy, A. V., Narasimhan, B., Pohl, N. L. B. High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles. J. Vis. Exp. (65), e3967, doi:10.3791/3967 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter