הליך לבודת Nanofibers Biofunctional
Summary
גישה יעילה להכנת nanofibers מעוטר בקבוצות המסוגלים אינטראקציה ספציפית עם חלבונים תפקודיות מתוארת. הגישה דורשת 1 הכנת פולימרים פונקציונליים עם הקבוצה הפונקציונלית המתאימה. הפולימרים הפונקציונליים הם מפוברקים לnanofibers ידי electrospinning. היעילות של הכריכה של nanofibers עם חלבון ונלמדת על ידי מיקרוסקופיה confocal.
Abstract
Electrospinning הוא שיטת עיבוד יעילה להכנת nanofibers מעוטר בקבוצות פונקציונליות. Nanofibers מעוטר בקבוצות פונקציונליות עשוי להיות מנוצל כדי ללמוד אינטראקציות חומר סמן ביולוגי כלומר מעשה כbiosensors עם פוטנציאל כמו גלאי מולקולה בודדות. פתחנו גישה יעילה להכנת פולימרים פונקציונליים שבו יש את היכולת הפונקציונלית של במיוחד מחייב עם מודל חלבון. במערכת המודל שלנו, הקבוצה הפונקציונלית היא 2,4-dinitrophenyl (DNP) והחלבון הוא אנטי DNP IgE (אימונוגלובולין E). הפולימרים פונקציונליים, α, ω דו [2,4-dinitrophenyl caproic] [פולי (אתילן אוקסיד)-B-פולי (2-methoxystyrene)-B-פולי (אתילן אוקסיד)] (-CDNP-PEO-P2MS-PEO CDNP), הוא הוכן על ידי החיים פילמור anionic. יוזם difunctional מנוצל בפילמור הוכן על ידי תגובת אלקטרון העברת α-methylstyrene ומתכת אשלגן (מראה). מונומר 2-methoxystyrene נוסףראשון שהיוזם, ואחריו על ידי התוספת של מונומר השני, אתילן אוקסיד, ולבסוף הפולימר החי הופסק על ידי מתנול. Α, ω-dihydroxyl פולימר [HO-PEO-P2MS-PEO-OH] היה מגיב עם חומצת N-2 ,4-DNP-∈ אמין caproic, על ידי צימוד DCC, וכתוצאה מכך ההיווצרות של α, ω דו [ 2,4-dinitrophenylcaproic] [פולי (ethyleneoxide)-B-פולי (2-methoxystyrene)-B-פולי (אתילן אוקסיד)] (CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP). הפולימרים התאפיינו FT-IR, NMR H 1 וג'ל חלחול כרומטוגרפיה (GPC). התפלגויות המשקל המולקולריות של הפולימרים היו צרות (1.1-1.2) ופולימרים בעלי משקל מולקולרי גדול מ 50,000 שמשו במחקר זה. הפולימרים היו צהובות ואבקות מסיסות בtetrahydrofuran. מסיסים במים CDNP-PEO-P2MS-PEO-CDNP / DMEG (גליקול dimethoxyethylene) מורכבים נקשר ומשיגים מחייב מצב יציב עם הפתרון IgE בתוך כמה שניות. משקל מולקולרי גבוה יותר (כלומר מסיס מים כ -50,000) CDNפולימרי P-PEO-P2MS-PEO-CDNP, המכיל פחמן קיר אחד% 1 (SWCNT) עובדו לnanofibers האלקטרו (100 ננומטר ל 500 ננומטר קוטר) על מצע סיליקון. Fluorescence ספקטרוסקופיה מראה כי אנטי DNP IgE האינטראקציה עם nanofibers באמצעות קשירה עם הקבוצות הפונקציונליות DNP לקשט את הסיבים. תצפיות אלו מצביעות על כך שnanofibers כראוי פונקציונלי לקיים הבטחה לפיתוח מכשיר איתור סמן ביולוגי.
Protocol
Discussion
בדו"ח זה, הציג גישה חזקה להכנת nanofibers biofunctional. Nanofibers את מעוטרים לקבוצה פונקציונלית שהוא ספציפי למודל חלבון. ההליך והגישה דווחה בתקשורת זו הוא כללי בטבע ויכול לשמש להכנת nanofibers מעוטר בכל קבוצה פונקציונלית רצויה. פילמור החיים anionic הוא שיטה רבה עצמה כדי לסנתז מבני פולימ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי NSF HRD-0630456, NSF CREST תכנית וNSF הוא DMR-0934142.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Sodium Metal | Sigma-Aldrich | 282065 |
| Benzophenone | Sigma-Aldrich | 239852 |
| 2-methoxystyrene | Sigma-Aldrich | 563064 |
| Tetrahydrofuran | Sigma-Aldrich | 178810 |
| Chlorobenzene | Sigma-Aldrich | 319996 |
| Single walled CNTs | Sigma-Aldrich | 704113 |
| Polystyrene | Sigma-Aldrich | 81416 |
| Silicon Wafers | Silicon Quest Int’l | 720200 |
| Zeiss FESEM | Carl Zeiss Inc. | Ultra 60 |
| Probestation with Bausch & Lomb MicroZoom II High Performance Microscope | Bausch and Lomb | |
| Leica Scanning Confocal System | Leica Microsystems | TCS SP2 |
| Sub-femtoamp Remote Sourcemeter | Keithley Instruments | 6430 |
| Autoranging Digital Multimeter | Keithley Instruments | 175A |
| Syringe Pump | Chemyx Inc. | Fusion 200 |
| Zeiss Optical Microscope | Carl Zeiss Inc. | Zeiss/Axiotech |
References
- Sannigrahi, B., Sil, D. Synthesis and Characterization of α,ω-bi[2,4-dinitrophenyl (DNP)] poly(2-methoxystyrene) Functional Polymers. Preliminary Evaluation of the Interaction of the Functional Polymers with RBL Mast Cells. Journal of Macromolecular Science, Part A. 45, 664-671 (2008).
- Gordon, K., Sannigrahi, B. Synthesis of Optically Active Helical Poly(2-methoxystyrene). Enhancement of HeLa and Osteoblast Cell Growth on Optically Active Helical Poly(2-methoxystyrene) Surfaces. Journal of Biomaterials Science. 2, 2055-2072 (2009).
- Baird, E. J., Holowka, D. Highly Effective Poly(Ethylene Glycol) Architectures for Specific Inhibition of Immune Receptor Activation. Biochemistry. 2, 12739-12748 (2003).
- Ramakrisna, S., Fugihara, K., Lim, W. -. E., Ma, Z. . Introductions to Electrospinning and Nanofibers. , (2005).
- Kameoka, J., Craighead, H. G. Fabrication of Oriented Polymeric Nanofibers on Planar Surfaces by Electrospinning. Applied Physics Letters. 83, 371-3773 (2003).
- Ramakrishna, S., Lala, N. L. Polymer Nanofibers for Biosensor Applications. Topics in Applied Physics. 109, 377-392 (2007).
- Reuven, D., Sil, D. Archetypical Conductive Polymer Structure for Specific Interaction with Proteins. Journal of Macromolecular Science Part A: Pure and Applied Chemistry. , (2012).
- Ogunro, O., Karunwi, K. Chiral Asymmetry of Helical Polymer Nanowire. The Journal of Physical Chemistry Letters. 1, 704-707 (2010).
