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Method Article
在这篇文章中,高通量方法,为进一步利用针对特定抗原提呈细胞受体合成寡糖及其附件酸酐纳米粒子的表面。
涉及的领域,如材料设计,纳米技术,化学和免疫学的跨学科的方法必须利用合理设计有效的疫苗载体。纳米粒子为基础的平台,可以延长疫苗抗原的持久性,它可以提高疫苗的免疫原性。作为疫苗运载工具1几种可生物降解的聚合物已被研究,特别酸酐颗粒表现出的能力,提供持续稳定的蛋白抗原的释放和激活抗原呈递细胞和调节免疫反应2-12。
这些疫苗载体的分子设计需要集成的聚合物性能的合理选择以及适当的靶向制剂纳入。高通量靶向配体和官能颗粒制造自动化是一个功能强大的工具,这将提高学习能力,广泛ŕ昂热物业,并会导致重现疫苗输送装置的设计。
能够被免疫细胞上的特异性受体的靶向配体除了已被证明是调节和裁缝10,11,13 C型凝集素受体 (CLRS)承认碳水化合物对目前的模式识别受体(PRRS)的免疫反应表面的病原体。刺激免疫细胞通过CLRS可以增强国际化,为进一步14,15 T细胞活化抗原和随后介绍。因此,糖类分子在免疫反应的研究中发挥重要作用,然而,使用这些生物分子经常遭受从可用性的结构定义和纯碳水化合物缺乏。基于迭代的解决方案相反应的一个自动化平台可以使快速和控制这些综合有挑战性的分子的合成,显着较低的Building比传统固相法16,17块的数量。
我们在此报告一个自动化的解决方案相如甘露糖为基础的靶向配体中间净化与氟固相提取低聚糖的合成协议。自动化的方法,使碳水化合物为主的靶向剂的发展后,我们描述酸酐纳米粒子的表面采用机器人自动化集由LabVIEW经营如前所述10附件方法。碳水化合物与表面官能针对的CLRS 10,11和增加吞吐量挖掘与多参数系统的复杂性,将具有极大的价值( 图1a)的制造方法的疗效。
1。高通量碳水化合物的合成
2。高通量的纳米粒子表面官能
注:*沉积量每管中的纳米粒子的质量有所不同。
**第一个和第二个反应的反应时间是可以改变的调整最终糖浓度。
***每个糖类沉积取决于所需的组成测试管。
****乙醇酸对于碳水化合物的附件在本研究采用的具体反应,是作为一个连接器的控制因为地deprotected糖已经有这种分子共价连接,可以进一步附着到纳米粒子表面。
3。代表结果
在FULLY保护dimannoside 如图2所示,合成使用的自动化平台。合成的化合物进行了表征,通过1 H NMR,1 VXR 400兆赫作为溶剂使用CDCL 3谱仪。 NMR谱如图3所示。
利用高通量的纳米制造和酸酐官能纳米此处所述,附件dimannose,乳糖和半乳糖已经进行了成功的10,11。使用此设置,确定最佳反应条件(即反应温度和时间),以达到预期的纳米功能化和形态。当反应进行,在4°C间,而不是室温,减少纳米粒子聚集SEM观察(数据未显示)。表1显示了代表性成果特性官能50:50 CPTEG:要么DI-甘露糖或本院纳米乳糖,在4°C的合成数据表明,由于功能化的纳米直径平均小幅增长。虽然非功能化纳米粒子有一个约负Zeta电位。 -20 mV时,官能颗粒表现出了积极的Zeta电位值,证明成功的纳米粒子表面官能。乳糖和DI-甘露糖都是中性糖,但是,从乙烯胺组二胺利用附加糖的链接可能是积极的zeta电位。
反应时间是另一个变量,可能会影响纳米粒子的最终形态和糖取得的依恋程度。通过调整反应时间,最终连接到纳米粒子表面的糖浓度可控制在如图4A所示。正如所料,增加上50:50 CPTEG的表面浓度dimannose:本院纳米总的反应时间和18小时后达到最高。 24小时的总反应时间与功能的纳米粒子被用来评价自己的能力为目标,对小鼠骨髓衍生的树突状细胞(DCS)CLRS。流式细胞仪是用来评估两个发光受体的表达(即,中再国际(CD209,DC-SIGN的)和甘露糖受体(CD206))与非官能刺激后,乳糖和DI-甘露糖功能化纳米粒子( 图4B)。获得较高的两种受体的表达,这是一个有效的定位指示,乳糖和DI-甘露糖功能化纳米粒子时,细胞与刺激。然而,DI-甘露糖功能化粒子表现出较高的水平,表明这种配体特异性受体研究的一种表达。
纳米粒子类型 | 平均粒径(nm)的 | 大道愤怒颗粒ζ电位(毫伏) |
非官能 | 162±43 | -20±0.6 |
乳糖 | 235±34 | 26±2.4 |
DI-甘露糖 | 243±32 | 30±4.2 |
表1纳米表征。非功能化和功能化的特点是准弹性光散射和zeta电位测量。粒度数据表示平均值±标准偏差(SD)的动态光散射在三个独立的实验中收集到的数据。 Zeta电位数据代表三个独立的读数平均值±标准差。改变zeta电位的迹象表明,糖是有效结合的的50:50 CPTEG:青山医院的纳米粒子的表面。
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图1。(一)图形表示碳水化合物酸酐纳米功能化和功能化纳米粒子库,可与所描述的高通量的方法设计的一个例子与追求的方法。 (二)利用粒子的功能化,其中包括(一)三个东北1000泵(二)机器人阶段集成两个驱动器(Zaber):在x方向的运动之一,和其他自动沉积器具的示意图表示在y方向的运动;(三)两个相邻的机架(适当的管和试管)三个驱动器,每个方向(X,Y,Z)组成的机器人第二阶段。串联泵和一共有5个驱动器。执行器和泵的操作使用LabVIEW软件的计算机。此图是不是规模。arge.jpg"目标="_blank">点击这里查看大图。
图2。自动图形表示迭代使用甘露糖作为一个例子的碳水化合物的合成。
图3。1 H核磁共振的保护dimannoside的。
(一) 图4。 反应时间对纳米粒子表面糖的浓度。中显示的数据,50:50 CPTEG:本院纳米功能与dimannose在不同的反应时间和反应进行了在4°C所示的两个独立的功能化实验的平均值和标准误差。 (二)乳糖和DI-甘露糖功能化纳米粒子有效目标的DC-SIGN(CIRE,CD209)和甘露糖受体(CD206)在骨髓来源的树突状细胞刺激后官能50:50 CPTEG这两个标记的表达增强表明:青山医院纳米时所获得的表达比较非官能粒子。
作为靶向制剂直接纳米粒子的相互作用,免疫细胞碳水化合物的疗效已证实10,11。在我们的实验室以前的研究已经表明,酸酐纳米粒子的特定糖能够针对不同的抗原提呈细胞(APC)CLRS,从而提高免疫细胞的活化,这可能是为进一步的T细胞活化10日,11日的重要。然而,针对几个参数,如酸酐化学,大小,密度糖型糖或表面需要进行优化,从而增加吞吐量挖掘这样一个多参数的系?...
NLBP创始人和在碳水化合物公司LuCella的生物科学公司持有权益
作者要感谢美国陆军医学研究和装备司令部(批准#W81XWH-10-1-0806)和国立卫生研究院(批准#U19青年AI091031-01和赠款#1R01GM090280)的财政支持。国民承认化学与生物工程Balloun教授和NLBP的承认威尔金森教授跨学科的工程。我们感谢她协助执行的纳米官能实验朱莉娅贝拉。
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