A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
توضح هذه المقالة البروتوكولات المستخدمة لإنتاج منصة جديدة لتوصيل اللقاح، "polybubbles"، لتمكين إطلاق انفجار متأخر. واستخدمت البوليسترات بما في ذلك بولي (حمض اللاكتيك شارك الجليكوليك) والبولي كابرولكتون لتشكيل polybubbles والجزيئات الصغيرة والمستضدات واستخدمت كبضائع.
إن استراتيجيات إيصال اللقاحات التي يمكن أن تحد من تعرض البضائع للمذيبات العضوية مع تمكين الملامح الجديدة للإطلاق هي ذات أهمية حاسمة لتحسين تغطية التمنيع في جميع أنحاء العالم. هنا ، يتم تقديم رواية قابلة للحقن ، والأشعة فوق البنفسجية ، curt وتأخر إطلاق انفجار تمكين منصة توصيل اللقاح تسمى polybubbles. تم حقن البضائع في البولي بوببلس القائم على البوليستر التي تشكلت في 10٪ carboxymethycellulose - القائم على محلول مائي. تتضمن هذه الورقة بروتوكولات للحفاظ على الشكل الكروي للبولي بوبلز وتحسين وضع البضائع والاحتفاظ بها لزيادة كمية البضائع داخل polybubbles. ولضمان السلامة، تم تحليل محتوى المذيبات المكلورة داخل البولي بوبل باستخدام تحليل تنشيط النيوترونات. وأجريت دراسات الإفراج مع جزيئات صغيرة والبضائع داخل polybubble لتأكيد تأخر إطلاق انفجار. وللمزيد من إظهار إمكانية تسليم البضائع عند الطلب، كانت ألياف النانو مزجت داخل قشرة البوليمر لتمكين التنشيط بالليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء.
ويؤدي تغطية التحصين المحدودة إلى وفاة 3 ملايين شخص بسبب الأمراض التي يمكن الوقاية منها باللقاحاتتحديداً 1. وتؤدي ظروف التخزين والنقل غير الملائمة إلى هدر اللقاحات الوظيفية، وبالتالي تسهم في خفض التحصين العالمي. وبالإضافة إلى ذلك، فإن عدم اكتمال التطعيم بسبب عدم الالتزام بجداول اللقاحات المطلوبة يتسبب أيضاً في تغطية محدودة باللقاحات، وتحديداً في البلدان النامية2. ويلزم القيام بزيارات متعددة للعاملين الطبيين خلال الفترة الموصى بها لتلقي الجرعات المعززة، مما يحد من النسبة المئوية للسكان الذين يحصلون على التطعيم الكامل. ومن ثم، هناك حاجة إلى وضع استراتيجيات جديدة لتقديم اللقاحات الخاضعة للرقابة للتغلب على هذه التحديات.
وتشمل الجهود الحالية نحو تطوير تكنولوجيات إيصال اللقاحات النظم البوليمرية المستحلب3،4. ومع ذلك، غالباً ما تتعرض البضائع إلى كمية أكبر من المذيبات العضوية التي يمكن أن تسبب تراكم وdenaturation، وتحديدا في سياق البضائع القائمة على البروتين5،6. لقد قمنا بتطوير منصة جديدة لتوصيل اللقاح ، "polybubbles" ، التي يمكن أن تضم مقصورات شحن متعددة مع تقليل حجم البضائع التي تتعرض للمذيبات7. على سبيل المثال، في منصة القذيفة الأساسية متعددة الزهاء، يتم حقن جيب شحن قطره 0.38 مم (SEM) في وسط بولي بوبل 1 مم. وفي هذه الحالة، فإن مساحة سطح البضائع المعرضة لمذيب عضوي ستكون حوالي 0.453 مم2. بعد النظر في كثافة التعبئة من المجالات (الجسيمات الدقيقة) داخل المجال (مستودع البضائع)، والحجم الفعلي للجسيمات الدقيقة (10 ميكرومتر في القطر) التي يمكن أن يصلح في مستودع 0.17 مم3. حجم الجسيمات الدقيقة واحد هو 5.24x10-8 ملم3، وبالتالي فإن عدد الجسيمات الدقيقة التي يمكن أن تناسب المستودع هو ~ 3.2x106 الجسيمات. إذا كان كل الجسيمات الدقيقة لديها 20 جيب البضائع (نتيجة مستحلب مزدوج) من 0.25 ميكرومتر القطر، ثم مساحة السطح من البضائع المعرضة للمذيبات العضوية هو 1274 مم2. مستودع البضائع داخل polybubble وبالتالي سيكون لها ~ 2800-fold أقل مساحة السطح المعرضة للمذيبات العضوية مقارنة مع تلك التي من البضائع العضوية المذيبات المعرضة في الجسيمات الدقيقة. وبالتالي يمكن أن تقلل من منصة البوليستر لدينا كمية البضائع المعرضة للمذيبات العضوية التي يمكن أن تسبب خلاف ذلك تجميع البضائع وعدم الاستقرار.
يتم تشكيل polybubbles على أساس مبدأ فصل المرحلة حيث يتم حقن البوليستر في المرحلة العضوية في محلول مائي مما يؤدي إلى فقاعة كروية. ويمكن بعد ذلك حقن البضائع في المرحلة مائي في وسط polybubble. ويمكن أن يكون من الممكن أن يتحقق آخر مقصورة الشحن داخل polybubble عن طريق خلط شحنة مختلفة مع قذيفة البوليمر. وسوف polybubble في هذه المرحلة تكون مرنة ، وسوف بعد ذلك الشفاء يؤدي إلى هيكل polybubble الصلبة مع البضائع في الوسط. تم اختيار polybubbles كروية على الأشكال الهندسية الأخرى لزيادة قدرة البضائع داخل polybubble مع التقليل من الحجم الكلي للبولي بوبل. تم اختيار polybubbles مع البضائع في المركز لإثبات تأخر إطلاق انفجار. وأدرجت أيضا polybubbles مع الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)- حساسة (أي، ثيرانوستيك تمكين) عامل، وهي نانورود الذهب (AuNR)، للتسبب في زيادة في درجة حرارة polybubbles. ويمكن أن ييسر هذا التأثير التحلل بشكل أسرع ويمكن استخدامه للتحكم في الحركة في التطبيقات المستقبلية. في هذه الورقة، ونحن وصف نهجنا لتشكيل وتوصيف polybubbles، لتحقيق تأخر إطلاق انفجار من polybubbles، ودمج AuNR داخل polybubbles للتسبب NIR-التنشيط.
1. بوليكبرولاكيوني ثلاثية الكريريلات (PCLTA) التوليف
2. تشكيل polybubble
ملاحظة: حقن البوليمر في المياه deionized (DI) من شأنه أن يسبب polybubbles إلى الهجرة إلى الجزء السفلي من القارورة مما أدى إلى أسفل بالارض. استخدام 10٪ (wt/vol) carboxymethyl السليلوز (CMC) ملء الزجاج بدلا من ذلك قارورة لتجنب التسطيح polybubble.
3. تعديل من متعدد بوبل قطر
4. البضائع مركزة داخل polybubble
5- تركيبات الشحنات
ملاحظة: يمكن أن تضم تركيبة polybubble أنواع مختلفة من البضائع، بما في ذلك الجزيئات الصغيرة والبروتينات والأحماض النووية.
6 - الإفراج عن البضائع
ملاحظة: يمكن استخدام جزيء صغير أو مستضد كنوع الحمولة
7- السمية
8. أو إنر التوليف من قبل كيتلر، S.، وآخرون8
9 - إضفاء التحلل من الفلوروفيك على الـ AuNRs من قبل سليمان، و M.G.، وآخرون9
10. NIR تفعيل polybubbles
وتتميز polybubbles على نطاق واسع باستخدام SEM وNAA. تم تمركز البضائع بنجاح لنتيجة في إطلاق انفجار تأخر. كما تم تنشيط بوليسات متعددة بنجاح بالليزر بسبب وجود AuNRs داخل polybubbles.
توصيف polybubble
أدى polybubbles حقنها في محلول مائي دون CMC في بولبوبل بالا?...
التكنولوجيات والتحديات الحالية
يشيع استخدام الجسيمات الدقيقة والنانوية القائمة على المستحلب كناقلات توصيل المخدرات. على الرغم من أن حركية الإفراج عن البضائع من هذه الأجهزة قد درست على نطاق واسع، والسيطرة على حركية إطلاق انفجار كان تحديا كبيرا11. كما أن براعة الشح?...
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نود أن نشكر الدكتور بريان E. توملين التابعة لمختبر التحليل عنصري داخل قسم الكيمياء في TAMU الذي ساعد في تحليل تنشيط النيوترونات (NAA).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-Step Ultra Tetramethylbezidine (TMB)-Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) Substrate Solution | Thermo scientific | 34028 | |
2-Hydroxy-2-methylpropiophenone | TCI AMERICA | H0991 | |
450 nm Stop Solution for TMB Substrate | Abcam | ab17152 | |
Acryloyl chloride | Sigma Aldrich | A24109-100G | |
Acriflavine | Chem-Impex International | 22916 | |
Anhydrous ethyl ether | Fisher Chemical | E138-500 | |
Anti-HIV1 gp120 antibody conjugated to horseradish peroxidase (HRP) | |||
Bovine serum albumin (BSA) | Fisher BioReagents | BP9700100 | |
BSA-CF488 dye conjugates | Invitrogen | A13100 | |
Bromosalicylic acid | Acros Organics | AC162142500 | |
Carboxymethylcellulose (CMC) | Millipore Sigma | 80502-040 | |
Centrimonium bromide (CTAB) | MP Biomedicals | ICN19400480 | |
Chloroform | Fisher Chemical | C2984 | |
Coating buffer | Abcam | ab210899 | |
Dichloromethane (DCM) | Sigma Aldrich | 270997-1L | |
Diethyl ether | Fisher Chemical | E1384 | |
Dodeacyl Amine | Acros Organics | AC117665000 | |
Doxorubicin hydrochloride | Fisher BioReagents | BP251610 | |
L-ascorbic acid | Acros Organics | A61 100 | |
Legato 100 Syringe Pump | KD Scientific | 14 831 212 | |
mPEG thiol | Laysan Bio | NC0702454 | |
Nonfat dry milk | Andwin Scientific | NC9022655 | |
Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
Phosphate saline buffer | Fisher BioReagents | BP3991 | |
(Poly(caprolactone) | Sigma Aldrich | 440744-250G | |
(Poly(caprolactone) triol | Acros Organics | AC190730250 | |
Poly (lactic-co-glycolic acid) diacrylate | CMTec | 280050 | |
Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
Recombinant HIV1 gp120 + gp41 protein | Abcam | ab49054 | |
Silver nitrate | Acros Organics | S181 25 | |
Sodium borohydride | Fisher Chemical | S678 10 | |
Tetrachloroauric acid | Fisher Chemical | G54 1 | |
Trehalose | Acros Organics | NC9022655 | |
Triethyl amine | Acros Organics | AC157910010 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved