Los autores desean agradecer a Byoung-Chul Lee, Choi Ho Samuel Felipe y de una valiosa ayuda. Este trabajo se llevó a cabo en el Molecular Foundry en el Lawrence Berkeley National Laboratory, que es apoyado por la Oficina de Ciencia de la Oficina de Ciencias Básicas de Energía, del Departamento de Energía de EE.UU. bajo el contrato No. DE-AC02-05CH11231 y la Reducción de Amenazas de Defensa Agencia con el n º de contrato: IACRO-B0845281.

1. En fase sólida Submonomer Síntesis de Polypeptoids Síntesis en fase sólida (MSF) es una técnica común usada para sintetizar la secuencia específica de biopolímeros paso a paso, directamente en un sólido inerte de apoyo como una resina polimérica de cuentas. Altos rendimientos de acoplamiento y la facilidad de eliminación de reactivo en exceso son las principales ventajas de SPS. Después de una reacción de acoplamiento a la resina, reactivos en exceso simplemente se drenan y las perlas se lavan para estar listo para el paso de la reacción siguiente. Después de la reacción de síntesis final, los oligómeros de larga duración se escinde de la resina y el material de solución de fase puede ser más estudiado. En este sentido, adaptar el procedimiento de MSF para generar la secuencia específica de polímeros peptoide. <ol><li> Configuración: Todos los pasos de la síntesis peptoide manual pueden llevarse a cabo de polipropileno desechables, (PP) cartucho poroso o un recipiente de vidrio poroso reacción equipado con una llave de 3 vías. Realizar todas las operaciones en una campana extractora. De incubaciones en el gembarcación chica o un cartucho de plástico, conectar un brazo a una fuente de nitrógeno para suavemente la burbuja de la solución de una mezcla adecuada. Por otra parte, para las incubaciones de reacción en el cartucho desechable, sellar ambos extremos del cartucho con las tapas y el lugar en un agitador rotatorio. Para drenar las mezclas de reacción o se lava, se conectan a la casa de vacío a través de un sifón. El recipiente debe ser poroso con una frita de grueso. Siliconize el recipiente de reacción de vidrio para evitar granos se peguen a las paredes del recipiente de vidrio. Prepare una solución de 5% diclorodimetilsilano en dicloroetano (v / v). Llenar un recipiente de reacción limpio y seco en la parte superior con una solución de siliconado, deje reposar durante 30 minutos, y escurrir. Lavar el vaso una vez con DCE y luego una vez con metanol. La solución siliconado puede ser reutilizado, por lo que debe ser salvado. Ya sea con aire seco o deshacerse de cualquier exceso de solución y hornee hasta que se seque el material de vidrio después de quitar la llave de paso. Recipiente de reacción enfriar antes de añadir la resina. </li><li> Añadir 100 mg (0,06 mmol) de volver a pista amidael pecado de un recipiente de reacción poroso. Swell la resina mediante la adición de 2 ml de dimetilformamida (DMF). Agite por agitación o el burbujeo durante 10 minutos. Drenaje de la solución al vacío para aislar la resina se hinchó. </li><li> Añadir 1 ml de 20% 4-metilpiperidina en DMF (v / v) para desproteger el grupo Fmoc. Agitar durante 2 minutos y escurrir. Repita el procedimiento con una incubación de 12 minutos. </li><li> Enjuagar la resina mediante la adición de 2 ml de DMF, agitando durante 15 segundos, y el drenaje. Repita 3 veces. </li><li> Bromoacetylation: Añadir 1 ml de 0,6 M de ácido bromoacético (0,6 mmol) en DMF y 86 l de N, N&#39;-diisopropilcarbodiimida (0,93 equivalente, 0,56 mmol). Incubar con suave burbujeo durante 30 minutos, escurrir y enjuagar con 2 ml de DMF (repetición 4x). </li><li> Desplazamiento: Añadir 1 ml de 2.1 M de amina de la N-methylpyrrolidinone. Incubar con burbujas de 30-120 minutos, escurrir y enjuagar con DMF (4x 2 ml). </li><li> Seguir creciendo la cadena peptoide repitiendo el ciclo submonomer, pasos 1,5 (bromoacetylation) y 1.6 (displacement). </li></ol><ol start="8"><li> Después de que el desplazamiento final se hace, enjuague con 2 ml de DMF (repetición 4x), luego 2 ml de diclorometano (repeat 3x). Cap y guardar el recipiente de reacción hasta el escote. </li><li> Pausa en la síntesis de (opcional): Para hacer una pausa durante una síntesis peptoide, terminar la reacción de desplazamiento y continúe con el paso 1.8. Para seguir creciendo la cadena peptoide, reinicie la síntesis de volver a la inflamación de la resina seca (paso 1.2) y repetir el ciclo submonomer (paso 1.5 y 1.6). La resina se puede secar y almacenar después de cualquier desplazamiento, salvo el desplazamiento segundo, porque el conjugado de resina peptoide puede formar un producto dicetopiperazina lado cíclico. </li><li> Para múltiples síntesis simultánea, un colector de extracción en fase sólida de vacío se recomienda para maximizar la eficiencia. Síntesis peptoide también se puede automatizar adecuadamente métodos de programación de sintetizadores de péptidos disponibles comercialmente, tales como el Apex Aapptec 396, CEM sintetizador de microondas Libertad y Techno proteínaslogies Inc. sintetizador Prelude. </li></ol> 2. División y la desprotección de la Cadena Lateral <ol><li> Transferir la totalidad de resina seca a un vial de 20 ml de cristal de centelleo. </li><li> De trabajo dentro de una campana y el uso de equipo de protección personal, añadir 4 ml de ácido trifluoroacético (TFA) cóctel división 1 (por ejemplo, 95% ac. TFA, véase la discusión) a la ampolla de vidrio de centelleo y tapa. Agitar durante 10 minutos a 2 horas a temperatura ambiente (véase la discusión). </li><li> Recoger la solución división TFA mediante el filtrado de la resina a través de un cartucho desechable, fritada PP en un nuevo pre-pesaba 20 ml frasco de cristal de centelleo. A desechables, PP pipeta es conveniente para la transferencia de las soluciones cóctel escote. </li><li> Añadir 1 ml de cóctel de división fresco para enjuagar la resina y recoger cualquier peptoide residual. Repetir 2 veces. </li><li> Evaporar TFA soplando una suave corriente de nitrógeno o mediante el uso de un V10 Biotage evaporador. </li><li> Volver a disolver el crudo en 6 mlde acetonitrilo / agua 1:1 (v / v) para HPLC. Congelar y liofilizar. Repita. </li><li> Registrar el peso del producto en bruto. Almacenar en forma de polvo seco a -20 ° C </li><li> División de prueba (opcional): Una división de prueba en el 0,5% de la resina se puede realizar para determinar rápidamente la pureza y la masa de la peptoide sintetizado y si las condiciones correctas de división fueron elegidos. Divisiones de prueba son de especial utilidad para controlar el progreso de la síntesis. </li></ol> 3. Caracterización y purificación de la Polypeptoid <ol><li> A través de una combinación de análisis HPLC, electrospray LC-MS, y / o MALDI-TOF, determinar la pureza del producto en bruto y si el peso molecular deseado está presente. </li><li> Preparar un ~ 5.10 mg / ml solución del polvo seco peptoide en agua con un mínimo de acetonitrilo como sea necesario para la solubilidad. Filtrar la solución clara del producto peptoide crudo con filtro de 0,45 micras jeringa para eliminar el polvo y las partículas. </li><li> Analítica HPLC y electrospray LC-MS: Preparar un ~ 20 mg / ml solución peptoide crudo. Filtro de 200 l con un filtro de 0,45 micras y se inyectan 20 mL. </li><li> MALDI: Mezcle 1 l de ~ 20 mg / ml con una matriz de peptoide l. Spot 1 l en la placa de MALDI y dejar secar al aire. Matrix y el modo de adquisición depende de la muestra (Fig. 5). </li><li> Purificar la mezcla de crudo peptoide con preparación de HPLC en fase reversa. Elija el gradiente y la columna (C4 o C18), basado en la hidrofobicidad de polypeptoid. Combine las fracciones purificadas, congelar y liofilizar, dando como resultado un polvo blanco esponjoso. Registrar el peso del producto final. </li><li> Formación de HCl de sal (opcional): Volver a disolver el polvo liofilizado en 100 mM HCl (ac.) con acetonitrilo mínimo. Traslado a la pre-pesado frasco de vidrio. Congelar y volver a liofilizar. Repetir 2 veces. Se vuelve a pesar para determinar la masa de polvo peptoide. </li></ol> 4. Formación Nanosheet peptoide En esta sección se describes el protocolo para formar láminas de una sola cadena, secuencia específica, anfifílicas 36-mer peptoide (Fig. 1). Después de la cadena peptoide se sintetiza, purificada y liofilizada como se describió anteriormente, el polvo blanco resultante se disuelve en DMSO para obtener una solución 2 mM de valores. <ol><li> Preparar 500 l de solución de 20 mM en tampón peptoide hoja de formación (10 mM Tris-HCl, 100 mM NaCl, pH 8,0 en agua) en un frasco de vidrio una copita. En primer lugar, añadir 445 l de agua Milli-Q, 50 l de tampón 10x formación de la hoja, y agitar para mezclar. A continuación, añadir 5 l de solución 2 mM de valores peptoide y suavemente solución de remolino. Tapar el frasco de vidrio. </li><li> Hojas están formadas por la suave agitación de la solución acuosa diluida peptoide. Poco a poco inclinando el vaso vial desde la posición horizontal a la posición vertical los resultados en las hojas. Agitación suave también produce hojas, sin embargo, las hojas tienden a ser más pequeños y con menos bordes rectos. Un análisis más profundo del mecanismo de formación de la hoja es de Reported por separado. 2 </li><li> Para muchos de alta calidad sábanas, rotar los frascos de vidrio con respecto al eje horizontal lentamente (&lt;1 RPM) de uno a tres días. Una recursos técnicos adecuados RKVSD rotador Rotamix tubo o un rockero personalizado puede realizar de forma continua. </li><li> Diálisis de nanoláminas (opcional): En algunas aplicaciones, puede ser necesario para eliminar cualquier cadenas libres o tampones peptoide / sales. Remoje un Float-a-Lyzer 100 kD de membrana en el buffer deseado durante 15 minutos. Solución de carga de 500 l hoja peptoide en la cámara de la muestra. Remojo en 500 ml de buffer deseado, removiendo con una varilla de agitación magnética a 60 rpm. Permita que la diálisis de hojas de proceder durante 4 horas. Cada hora, el intercambio con un stock de la solución de buffer. </li></ol> 5. Microscopía de fluorescencia de nanoláminas <ol><li> Imágenes de fluorescencia de la nanoláminas fueron fotografiadas con Nile Red, un colorante ambientalmente sensibles, cuya intensidad de fluorescencia aumenta cuando está localizado en hydrentornos ophobic (Fig. 2). </li><li> Añadir 1 l de 100 M del Nilo Red a 100 L de la solución nanosheet para obtener una concentración final de 1 mM de Nilo Rojo. </li><li> Haga una solución al 1% de agarosa en agua caliente y verter en una placa Petri de plástico. Garantizar la solución de agarosa es aproximadamente 1 / 8 de pulgada de grosor y que la solución para enfriar tranquilamente en una superficie plana. Después de la puesta de agarosa, use una espátula para cortar y la transferencia de 1 cm x 1 cm cuadrados a un portaobjetos de vidrio. </li><li> Para recoger las hojas en el mismo plano, punto 1 l de solución de la hoja en la pieza de agarosa. Deje que la agarosa para absorber el buffer de 2 minutos, dejando las hojas en la superficie. Imagen dentro de los 15 minutos, de lo contrario la agarosa comenzará a deformarse debido a la deshidratación. </li><li> A las hojas de la imagen en la solución, carga de 15 ul dentro de una junta mm de diámetro 20 mm 0,12 sobre un portaobjetos de vidrio. Cubrir con un cubreobjetos. Si las hojas son simplemente intercalada entre una lámina de vidrio y cubreobjetos sin junta, muchas wi hojascorte ll y la evaporación aparentemente menor hará que las hojas se mueven constantemente. </li><li> Las hojas de la imagen con iluminación de epifluorescencia (por ejemplo, una Olympus IX81 microscopio invertido equipado con un iXonEM Andor espectros + EMCCD con un filtro de Texas, de color rojo). </li></ol> 6. Electrónico de barrido microscopía de barrido (SEM) de nanoláminas <ol><li> Grabado de sustrato de silicona (opcional) Plasma: los chips de silicio se plasma grabada para ayudar en la absorción de las hojas. Coloque los chips de silicio en la cámara de vacío de un limpiador de plasma (por ejemplo, Harrick Plasma Limpiador / Esterilizador PDC-32G). Bomba de hasta 200 mTorr y establecer la bobina de RF a 18 W (valor alto para el PDC-32G). Etch durante 2 minutos. </li><li> Caída de 20 l de solución de hoja de peptoide sobre un sustrato de silicio tratada con plasma. Deje reposar durante 3 minutos. Retire el exceso de solución con la punta de Kim-limpie. Colocar 20 L de agua sobre la superficie y eliminar el exceso de solución buffer de nuevo para eliminar y sales. Repite 4 veces. </li><li> Como alternativa, marqueyze las soluciones de hoja de peptoide contra el agua para eliminar el buffer y la sal. Caída de 20 l de solución de hoja de dializados de plasma tratados con sustratos de silicio. El aire seco de la muestra. </li><li> Hojas con la imagen SEM (por ejemplo, Zeiss Gemini Ultra-55 Microscopio Electrónico de Barrido de análisis) con un detector en la lente y en las energías del haz entre 1 kV y 5 kV (Fig. 3). </li></ol> 7. Notas de seguridad: <ol><li> Dimetilformamida y diclorometano son razonablemente posibles carcinógenos. </li><li> N, N&#39;-diisopropilcarbodiimida, 4 methylpiperdine y ácido bromoacético son peligrosos para la piel, ojos y tracto respiratorio. Deben ser utilizados en la campana con cuidado. Puede ser tóxico si se inhala o absorbe por la piel y la exposición puede resultar en sensibilización. Los envases vacíos retienen residuos del producto (líquido / vapor) y debe lavarse a fondo antes de sacarlos de la campana. </li><li> TFA es un ácido fuerte, y es extremadamente destructivo para el tracto respiratorio superior, ojos yla piel. TFA es también volátil que las soluciones concentradas de ácidos grasos trans en la campana en todo momento para evitar daños en las vías respiratorias. Uso adecuado de PPE, y la precaución al manejar soluciones de ácidos grasos trans. Cambie los guantes inmediatamente si entra en contacto con TFA, e inmediatamente limpie cualquier derrame. </li></ol> 8. Los resultados representativos: En esta sección se describe la síntesis, caracterización y purificación de una secuencia específica de 36-mer peptoide cadena que se pliega en una muy ordenada nanosheet 3 (Fig. 1). El bloque de carga peptoide H-[Nae-NPE] 9 - [NCE-NPE] 9-NH 2 fue sintetizada en 100 mg de resina Rink amida. A 2 M solución de amina se utiliza para todas las reacciones de desplazamiento, que se llevaron a cabo durante 60 minutos para los residuos de 1.18 y 120 minutos para los residuos 19-36. t-butil beta-alanina HCl se convirtió en la base libre (véase la discusión), mientras que la feniletilamina y la boc etilendiamina-fueron utilizados directly. La resina se escindió con un 95% de TFA, un 2,5% triispropylsilane, 2,5% de agua durante 2 horas. TFA se evapora y el aceite viscoso resultante (~ 180 mg) se volvió a disolver en acetonitrilo 6 ml: agua 1:1 (v / v). La pureza del producto (Fig. 4) y la presencia de la masa del producto fue confirmada por análisis de RP-HPLC (30-80% de acetonitrilo en gradiente de agua, tanto que contiene 0,1% (v / v) de TFA, a 1 ml / min durante 30 minutos a 60 ° C con un C18, 5 m, 50 X 2 mm de columna) y MALDI (Fig. 5). Purificación con HPLC en fase reversa en una columna Vydac C18 (10 micras, 22 mm x 250 mm) procedió, siguiendo un gradiente de 30-60% de acetonitrilo en agua con 0,1% TFA durante 60 minutos a 10 ml / min. La columna estaba cargado con 60 mg de producto crudo para cada corrida cromatográfica. Las fracciones purificadas se combinaron basado en la pureza de la RP-HPLC analítico (Fig. 4) y liofilizado para producir ~ 80 mg de un polvo blanco esponjoso. Purificado bloque de carga peptoide molecularpeso fue confirmada por MALDI. 1 l de 100 M purificada peptoide en acetonitrilo: agua 1:1 (v / v) se mezcló con 1 l de la matriz (5 mg / ml de α-ciano-4-hidroxicinámico en acetonitrilo: agua 1:1 v / v, y 0,1% de TFA) y l 1 fue descubierto en la placa de MALDI. Después de la muestra secada al aire, se colocó en el Applied Biosystems / MDS Sciex 4800 MALDI TOF / TOF Analyzer. Los modos de adquisición y procesamiento de la masa lineal de baja. El peso calculado se ha introducido en la masa dirigida para ajustar automáticamente el tiempo de retardo. La intensidad del láser se estableció en 3400. La masa observada, 4981,2, se acerca mucho a la masa calculada de 4.981,74. El polvo liofilizado purificado se disolvió en DMSO para obtener una solución 2 mM de valores, que pueden ser almacenadas a 4 ° C. Hojas fueron preparadas por el protocolo mencionado y con imágenes de microscopía de fluorescencia óptica y SEM (Fig. 2 y 3). Una gran variedad de formas con tamaños que van hasta 300 micras se observan, y notabmente, bordes rectos ocupan un lugar destacado. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3373/3373fig1.jpg" /> Figura 1 Secuencia del bloque de carga peptoide H-[Nae-NPE] 9 -. [NCE-NPE] 9-NH 2. Una cadena única, la carga de bloques, polypeptoid anfifílicas 36-mer se constituye en altamente ordenadas, de dos dimensiones nanoláminas 3. El peso molecular calculado es 4.981,74. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3373/3373fig2.jpg" /> Figura 2. Imágenes de microscopía de fluorescencia de nanoláminas peptoide. Las sábanas estaban formados a partir de una solución al 20 M peptoide en 10 mM Tris, 100 mM NaCl, pH 8,0. Las hojas son imágenes de agarosa con 1μM Nilo Rojo. Las barras de escala son 100 micras. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3373/3373fig3.jpg" /> Figura 3. Digitalización de imágenes de microscopía electrónicade nanoláminas peptoide. Las sábanas estaban formados a partir de una solución al 20 M peptoide en 10 mM Tris, 100 mM NaCl, pH 8,0. Las barras de escala es de 5 micras. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3373/3373fig4.jpg" /> Figura 4 analítico HPLC en fase reversa rastro de H-[Nae-NPE] 9 -. [NCE-NPE] 9-NH 2. El crudo y purificado HPLC analítica de trazas (30-80% en el gradiente de 1 mL / min durante 30 minutos a 60 ° C con un C18, 5 m, 50 x 2 mm de columna) del crudo y purificado bloque de carga peptoide H-[ Nae-NPE] 9 - [NCE-NPE] 9-NH 2 se muestra. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/3373/3373fig5.jpg" /> Figura 5 MALDI-TOF espectrometría de masas rastro de H-[Nae-NPE] 9 -. [NCE-NPE] 9-NH 2. La masa observada, 4981,2, está de acuerdo cerca de la masa calculada, 4981,74.

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N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discovery+of+nanomolar+ligands+for+7-transmembrane+G-protein+coupled+receptors+from+a+diverse+(N-substituted)glycine+peptoid+Library.">Discovery of nanomolar ligands for 7-transmembrane G-protein coupled receptors from a diverse (N-substituted)glycine peptoid Library.</a> J. Med. Chem. 37, 2678-2685 (1994).</li><li>Alluri, P., Liu, B., Yu, P., Xiao, X., Kodadek, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+characterization+of+coactivator-binding+peptoids+from+a+combinatorial+library.">Isolation and characterization of coactivator-binding peptoids from a combinatorial library.</a> Moleular Biosystems. 2, 568-579 (2006).</li><li>Figliozzi, G. M., Goldsmith, R., Ng, S., Banville, S. C., Zuckermann, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+N-(substituted)glycine+peptoid+libraries.">Synthesis of N-(substituted)glycine peptoid libraries.</a> Methods Enzymol. 267, 437-447 (1996).</li><li>Culf, A. S., Ouellette, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid-phase+synthesis+of+N-substituted+glycine+oligomers+(&amp;alpha;+peptoids)+and+derivatives.">Solid-phase synthesis of N-substituted glycine oligomers (&amp;alpha; peptoids) and derivatives.</a> Molecules. 15, 5282-5335 (2010).</li><li>Burkoth, T. S., Fafarman, A. T., Charych, D. H., Connolly, M. D., Zuckermann, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporation+of+unprotected+heterocyclic+side+chains+into+peptoid+oligomers+via+solid-phase+submonomer+synthesis.">Incorporation of unprotected heterocyclic side chains into peptoid oligomers via solid-phase submonomer synthesis.</a> J. Am. Chem. Soc. 125, 8841-8845 (2003).</li></ol>

No tenemos nada que revelar.

Aplicaciones y significado Este protocolo describe un método simple y eficiente de la síntesis de peptoide y el humor acuoso de auto-ensamblaje de la peptoides en nanoláminas. La mayoría de los laboratorios son fácilmente capaces de sintetizar peptoides por materiales de bajo costo, los conocimientos básicos y técnicas sencillas se utilizan 4. Asimismo, el auto-ensamblaje de ultra-delgada, muy ordenada nanoláminas requiere simplemente repite la inclinación un vial de una solución acuosa diluida peptoide 2. Peptoides son prometedores materiales para la investigación biomédica y la nanociencia, ya que son resistentes y flexibles de manera sintética pero la secuencia específica y altamente ajustable 5. Peptoides han demostrado actividad biológica (6,7 terapéuticos, de diagnóstico 8, el suministro intracelular 9-10) y plegado en nanoestructuras jerárquicas 3, 11-14. Debido a su síntesis modular, combinatoria peptoide librAries 15-19 puede ser fácilmente sintetizado y proyectado para una amplia serie de actividades o propiedades. En particular, el nanoláminas servir como una plataforma potencial para los andamios de la pantalla de dos dimensiones, miméticos de membranas, sensores biológicos, miméticos de la proteína y la fabricación del dispositivo. Con las posibles secuencias prácticamente inagotable diferentes, el campo de la investigación peptoide se está expandiendo rápidamente. Variables en la síntesis en fase sólida submonomer de polypeptoids Debido a la posibilidad de escoger entre un alfabeto muy amplio y diverso de los monómeros de 20, el método submonomer necesita modificaciones ocasionales para los casos en que el aumento de la eficiencia de acoplamiento de cada paso se mejora el rendimiento general del producto. Incorporación de las cadenas sin protección heterocíclicos lado requiere el uso de ácido cloroacético en lugar de ácido bromoacético 21. Plazo de desplazamiento y mayorlas concentraciones de aminas se emplean normalmente después de unos 20 acoplamientos para largas secuencias peptoide o aminas menos nucleofílico. El calentamiento del recipiente de reacción a 35 ° C, mediante el uso de un recipiente de reacción con camisa de agua, ayuda a impulsar la reacción. Para altamente volátil aminas tales como isopropilamina, se debe tener cuidado para evitar la evaporación. Aminas en la forma de una sal de clorhidrato, tales como t-butil-beta-alanina HCl, necesidad de ser libre basada antes de ser introducido en la reacción de desplazamiento. Esto se puede lograr mediante la disolución o la suspensión de la amina en DCM (~ 5 g amine/25 mL DCM), y neutralizar con una solución equimolar de hidróxido de sodio acuoso en un embudo de separación. La capa de DCM y se recoge la capa acuosa se lava con DCM adicional. Las capas de DCM combinados se secan sobre sulfato de sodio y se filtró en un matraz de fondo redondo previamente pesado. Eliminar el disolvente por evaporación rotatoria para dar un aceite, y registrar el peso del producto. During el paso de división, cóctel TFA división y el tiempo de corte depende de la cantidad y variedad de grupos protectores utilizados. Directrices para los cócteles de corte son similares a las tradicionales divisiones péptido desprotección 1. En general, 10 minutos incubaciones se requieren para las secuencias sin la protección de los grupos o secuencias con algunos muy lábil en medio ácido grupos protectores (por ejemplo, BOC, tritilo). Dos incubaciones hora se secuencias con grupos protectores más difícil (por ejemplo, t-butilo, Mtr, PBF) o secuencias con muchos grupos de protección para garantizar la total desprotección de cada cadena. Crudo productos peptoide generalmente se disuelve en acetonitrilo: agua 1:1 (v / v), pero una mayor proporción de acetonitrilo son comunes con cadenas laterales con una alta hidrofobicidad general.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Dimetilformamida </td><td> EMD </td><td> EM-DX1726P-1 </td><td> 99 +% </td></tr><tr><td> N-methylpyrrolidinone </td><td> BDH </td><td> BDH1141-4LP </td><td> 99% </td></tr><tr><td> Ácido bromoacético </td><td> Acros orgánicos </td><td> 200000-106 </td><td> 99% </td></tr><tr><td> 4-metilpiperidina </td><td> Sigma Aldrich </td><td> M73206 </td><td> 96% </td></tr><tr><td> N, N&#39;-diisopropilcarbodiimida </td><td> Chem-Impex </td><td> 001100 </td><td> 99,5% </td></tr><tr><td> Diclorometano </td><td> EMD </td><td> EMD-DX0835 </td><td> Grado ACS </td></tr><tr><td> Acetonitrilo </td><td> EMD </td><td> EM-AX0145P-1 </td><td> 99,8% </td></tr><tr><td> Ácido trifluoroacético </td><td> Sigma Aldrich </td><td> T6508 </td><td> 99% </td></tr><tr><td> Triisopropilsilano </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 233781 -10G </td><td> Para la división TFA </td></tr><tr><td> El 1,2-dicloroetano </td><td> JT Baker </td><td> JTH076-33 </td><td> Para siliconado de recipientes de reacción de vidrio </td></tr><tr><td> Fenetilamina </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 407267-100ML </td><td> &gt; Hidrofóbicas 99,5% de la cadena lateral amina </td></tr><tr><td> Boc-etilendiamina </td><td> Tecnologías de la CNH </td><td> C-1112 </td><td> Catiónicos de cadena lateral amina </td></tr><tr><td> t-butil beta-alanina HCl </td><td> Chem-Impex Internacional </td><td> 04407 </td><td> Aniónicos de cadena lateral amina </td></tr><tr><td> α-ciano-4-hidroxicinámico </td><td> Sigma Aldrich </td><td> C8982-10X10MG </td><td> Por MALDI matriz </td></tr><tr><td> Nilo Rojo </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 19123-10MG </td><td> Para la fluorescencia de imagen </td></tr><tr><td> Diclorodimetilsilano </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 80430-F-500G </td><td> Para siliconado de recipientes de reacción de vidrio </td></tr><tr><td> Desechables carrito PP porosocresta </td><td> Separaciones Aplicada </td><td> 2416 </td><td> 6 ml de polipropileno con cartucho de 20 mm PE frita </td></tr><tr><td> Desechables de 3 vías luer adaptador </td><td> Cole Parmer </td><td> 31200-80 </td><td> Llave de paso para recipiente de reacción desechables manual de síntesis </td></tr><tr><td> Luer Lock anillo </td><td> Cole Parmer </td><td> 45503-19 </td><td> ¼ &quot;adecuado para vasos desechables manual de reacción de síntesis </td></tr><tr><td> Accesorios Luer </td><td> Cole Parmer </td><td> 45500-20 </td><td> ¼ &quot;adecuado para vasos desechables manual de reacción de síntesis </td></tr><tr><td> Pipetas desechables PP </td><td> VWR </td><td> 16001-194 </td><td> Para las transferencias de TFA </td></tr><tr><td> Luer jeringa de plástico </td><td> Nacional de Investigaciones Científicas </td><td> S7515-5 </td><td> 6 jeringas ml </td></tr><tr><td> Un dram vial de vidrio </td><td> VWR </td><td> 66011-041 </td><td> Con fenólica moldeada con tapón de rosca de polivinilo con cara de revestimiento de celulosa </td></tr><tr><td> 20 ml de gammagrafíadestilación vial </td><td> VWR </td><td> 66022-060 </td><td> Con tapa unida PP y el revestimiento de aluminio de celulosa </td></tr><tr><td> Secure-sello adhesivo espaciador </td><td> Invitrogen </td><td> S-24736 </td><td> De fluorescencia de imagen </td></tr><tr><td> Portaobjetos de vidrio </td><td> Microscopía electrónica de Ciencias </td><td> 63411 </td><td> De fluorescencia de imagen </td></tr><tr><td> Cubreobjetos </td><td> VWR </td><td> 48366-067 </td><td> De fluorescencia de imagen </td></tr><tr><td> 4 &quot;de obleas de silicio </td><td> Ted Pella </td><td> 16007 </td><td> Pre-dados en los chips de 5x7 mm </td></tr><tr><td> Filtro de 0,45 </td><td> VWR, Acrodisc </td><td> 28143-924 </td><td> Por HPLC. Membrana de PTFE </td></tr><tr><td> Agarosa </td><td> BD </td><td> 212272 </td><td> De fluorescencia de imagen </td></tr><tr><td> SPE colector de vacío </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 57044 </td><td> Ejemplo de colector de vacío SPE </td></tr><tr><td> Vaso de vidrio poroso </td><td> As de vidrio </td><td> 6402-12 </td><td> Porosidad Cfrita </td></tr><tr><td> Plasma Limpiador / Esterilizador </td><td> Harrick Plasma </td><td> PDC-32G </td><td> Ejemplo de limpiador de plasma para preparar los chips de silicio para la SEM </td></tr></tbody></table>

solid-phase submonomer synthesis of peptoid polymers and their self-assembly into highly-ordered nanosheets

Peptoides son una nueva clase de biomimética, no natural, la secuencia específica de heteropolímeros que se resisten a la proteólisis, muestran una actividad biológica potente, y se pliegan en nanoestructuras de orden superior. Estructuralmente similar a los péptidos, peptoides son poli N-sustituidos glycines, donde las cadenas laterales están unidos al nitrógeno en lugar de la alfa-carbono. Su facilidad de síntesis y la diversidad estructural permite la prueba de los principios de diseño básicos para conducir de novo diseño y la ingeniería de nuevos materiales biológicamente activos y nanoestructurados. Aquí, un sencillo manual de protocolo peptoide síntesis se presenta que permite la síntesis de polypeptoids de cadena larga (hasta 50mers) en excelentes rendimientos. Sólo el equipo básico, técnicas sencillas (por ejemplo, transferencia de líquido, filtración), y los reactivos disponibles en el mercado se requieren, por lo que peptoides una adición acceso a kits de muchos investigadores &quot;. La columna vertebral peptoide se cultiva un monómero en un tiempo de via el método submonomer que consiste en un ciclo de dos pasos monómero además: acilación y el desplazamiento. Ácido en primer lugar, bromoacético activado in situ con N, N&#39;-diisopropilcarbodiimida acilatos uno unido a resina amina secundaria. Segundo desplazamiento, nucleofílico del bromuro de una amina primaria sigue para introducir la cadena lateral. El ciclo de dos etapas se repite hasta que la longitud de la cadena deseada. La eficiencia de acoplamiento de este ciclo de dos etapas de rutina excede el 98% y permite la síntesis de peptoides de hasta 50 residuos. Diversas secuencias altamente ajustable, precisa y químicamente son alcanzables con el método submonomer como cientos de aminas primarias disponibles se puede incorporar directamente. Peptoides se están convirtiendo en un material versátil biomiméticos para la investigación Nanobiociencia debido a su flexibilidad sintética solidez, y ordenar a nivel atómico. El plegamiento de una cadena simple, la información anfifílicas,ción rica en polypeptoid en un nanosheet muy ordenada se ha demostrado recientemente. Este peptoide es un 36-mer que consta sólo de tres monómeros diferentes disponibles en el mercado: hidrofóbico, catiónicos y aniónicos. Las cadenas hidrofóbicas feniletilo lado están enterrados en el núcleo nanosheet mientras que la amina iónicas y las cadenas laterales carboxilo se alinean en las caras hidrofílicas. El nanoláminas peptoide servir como una plataforma potencial para miméticos de membrana, miméticos de proteínas, la fabricación de dispositivos y sensores. Métodos para la síntesis de peptoide, formación de la hoja, y las imágenes de microscopía se describen y proporcionan un método sencillo para que los futuros diseños nanosheet peptoide.

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Solid-phase Submonomer Synthesis of Peptoid Polymers and their Self-Assembly into Highly-Ordered Nanosheets

Un simple y general método manual peptoide síntesis referida a un equipo y reactivos básicos, disponibles en el mercado se perfila, lo que permite peptoides para ser fácilmente sintetizada en la mayoría de los laboratorios. La síntesis, purificación y caracterización de un 36mer peptoide anfifílicas se describe, así como su auto-ensamblaje en muy ordenada nanoláminas.

En fase sólida Submonomer Síntesis de Polímeros peptoide y su auto-ensamblaje en altamente ordenadas nanoláminas

Peptoids are a novel class of biomimetic, non-natural, sequence-specific heteropolymers that resist proteolysis, exhibit potent biological activity, and ...

solid-phase-submonomer-synthesis-peptoid-polymers-their-self-assembly

Research

JoVE Journal

Bioengineering

29.1K vistas.  Lawrence Berkeley National Laboratory. Un simple y general método manual peptoide síntesis referida a un equipo y reactivos básicos, disponibles en el mercado se perfila, lo que permite peptoides para ser fácilmente sintetizada en la mayoría de los laboratorios. La síntesis, purificación y caracterización de un 36mer peptoide anfifílicas se describe, así como su auto-ensamblaje en muy ordenada nanoláminas.

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Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent shape upon the application of a stimulus such as heat1-5. In a typical shape memory cycle, the SMP is first deformed at an elevated temperature that is higher than its transition temperature, Ttrans [either the melting temperature (Tm) or the glass transition temperature (Tg)]. The deformation is elastic in nature and mainly leads to a reduction in conformational entropy of the constituent network chains (following the rubber elasticity theory). The deformed SMP is then cooled to a temperature below its Ttrans while maintaining the external strain or stress constant. During cooling, the material transitions to a more rigid state (semi-crystalline or glassy), which kinetically traps or "freezes" the material in this low-entropy state leading to macroscopic shape fixing. Shape recovery is triggered by continuously heating the material through Ttrans under a stress-free (unconstrained) condition. By allowing the network chains (with regained mobility) to relax to their thermodynamically favored, maximal-entropy state, the material changes from the temporary shape to the permanent shape.
Cells are capable of surveying the mechanical properties of their surrounding environment6. The mechanisms through which mechanical interactions between cells and their physical environment control cell behavior are areas of active research. Substrates of defined topography have emerged as powerful tools in the investigation of these mechanisms. Mesoscale, microscale, and nanoscale patterns of substrate topography have been shown to direct cell alignment, cell adhesion, and cell traction forces7-14. These findings have underscored the potential for substrate topography to control and assay the mechanical interactions between cells and their physical environment during cell culture, but the substrates used to date have generally been passive and could not be programmed to change significantly during culture. This physical stasis has limited the potential of topographic substrates to control cells in culture.
Here, active cell culture (ACC) SMP substrates are introduced that employ surface shape memory to provide programmed control of substrate topography and deformation. These substrates demonstrate the ability to transition from a temporary grooved topography to a second, nearly flat memorized topography. This change in topography can be used to control cell behavior under standard cell culture conditions.

A method for developing cell culture substrates with the ability to change topography during culture is described. The method makes use of smart materials known as shape memory polymers that have the ability to memorize a permanent shape. This concept is adaptable to a wide range of materials and applications.

Los polímeros con memoria de forma para el cultivo celular activo

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent ...

Investigación

Bioingeniería

Directed Cellular Self-Assembly to Fabricate Cell-Derived Tissue Rings for Biomechanical Analysis and Tissue Engineering

Each year, hundreds of thousands of patients undergo coronary artery bypass surgery in the United States.1 Approximately one third of these patients do not have suitable autologous donor vessels due to disease progression or previous harvest. The aim of vascular tissue engineering is to develop a suitable alternative source for these bypass grafts. In addition, engineered vascular tissue may prove valuable as living vascular models to study cardiovascular diseases. Several promising approaches to engineering blood vessels have been explored, with many recent studies focusing on development and analysis of cell-based methods.2-5 Herein, we present a method to rapidly self-assemble cells into 3D tissue rings that can be used in vitro to model vascular tissues.
To do this, suspensions of smooth muscle cells are seeded into round-bottomed annular agarose wells. The non-adhesive properties of the agarose allow the cells to settle, aggregate and contract around a post at the center of the well to form a cohesive tissue ring.6,7 These rings can be cultured for several days prior to harvesting for mechanical, physiological, biochemical, or histological analysis. We have shown that these cell-derived tissue rings yield at 100-500 kPa ultimate tensile strength8 which exceeds the value reported for other tissue engineered vascular constructs cultured for similar durations (&lt;30 kPa).9,10 Our results demonstrate that robust cell-derived vascular tissue ring generation can be achieved within a short time period, and offers the opportunity for direct and quantitative assessment of the contributions of cells and cell-derived matrix (CDM) to vascular tissue structure and function.

This article outlines a versatile method to create cell-derived tissue rings by cellular self-assembly. Smooth muscle cells seeded into ring-shaped agarose wells aggregate and contract to form robust three-dimensional (3D) tissues within 7 days. Millimeter-scale tissue rings are conducive to mechanical testing and serve as building blocks for tissue assembly.

Dirigida celular de auto-ensamblaje para fabricar células derivadas de tejido para el análisis de anillos de Biomecánica e Ingeniería de Tejidos

Each year, hundreds of thousands of patients undergo coronary artery bypass surgery in the United States.1 Approximately one third of these patients do ...

Optical Control of Living Cells Electrical Activity by Conjugated Polymers

Hybrid interfaces between organic semiconductors and living tissues represent a new tool for in-vitro and in-vivo applications. In particular, conjugated polymers display several optimal properties as substrates for biological systems, such as good biocompatibility, excellent mechanical properties, cheap and easy processing technology, and possibility of deposition on light, thin and flexible substrates. These materials have been employed for cellular interfaces like neural probes, transistors for excitation and recording of neural activity, biosensors and actuators for drug release. Recent experiments have also demonstrated the possibility to use conjugated polymers for all-optical modulation of the electrical activity of cells. Several in-vitro study cases have been reported, including primary neuronal networks, astrocytes and secondary line cells. Moreover, signal photo-transduction mediated by organic polymers has been shown to restore light sensitivity in degenerated retinas, suggesting that these devices may be used for artificial retinal prosthesis in the future. All in all, light sensitive conjugated polymers represent a new approach for optical modulation of cellular activity.
In this work, all the steps required to fabricate a bio-polymer interface for optical excitation of living cells are described. The function of the active interface is to transduce the light stimulus into a modulation of the cell membrane potential. As a study case, useful for in-vitro studies, a polythiophene thin film is used as the functional, light absorbing layer, and Human Embryonic Kidney (HEK-293) cells are employed as the biological component of the interface. Practical examples of successful control of the cell membrane potential upon stimulation with light pulses of different duration are provided. In particular, it is shown that both depolarizing and hyperpolarizing effects on the cell membrane can be achieved depending on the duration of the light stimulus. The reported protocol is of general validity and can be straightforwardly extended to other biological preparations.

A method for stimulation of in-vitro cell cultures electrical activity with visible light, based on the use of organic semiconducting polymers is described.

Control óptico de células vivas Actividad Eléctrica por conjugadas Polímeros

Hybrid interfaces between organic semiconductors and living tissues represent a new tool for in-vitro and in-vivo applications. In particular, conjugated ...

Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water samples. A brief overview of the evolution of chip-based SPE techniques is provided. This is followed by an introduction to specific polymeric materials and their role in SPE. To develop an innovative dipole-assisted SPE technique, a chlorine (Cl)-containing SPE functionality was implanted into a poly(methyl methacrylate) (PMMA) microchip. Herein, diverse analytical techniques including contact angle analysis, Raman spectroscopic analysis, and laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) analysis were employed to validate the utility of the implantation protocol of the C-Cl moieties on the PMMA. The analytical results of the X-ray absorption near-edge structure (XANES) analysis also demonstrated the feasibility of the Cl-containing PMMA used as an extraction medium by virtue of the dipole-ion interactions between the highly electronegative C-Cl moieties and the positively charged metal ions.

The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

La fabricación de un dipolo-asistida en fase sólida para extracción Microchip Análisis de trazas de metales en muestras de agua

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water ...

Synthesis of Gold Nanoparticle Integrated Photo-responsive Liposomes and Measurement of Their Microbubble Cavitation upon Pulse Laser Excitation

Photo-responsive nanoparticles (NPs) have received considerable attention because of their potential in providing spatial, temporal, and dosage control over the drug release. However, most of the relevant technologies are still in the development process and are unprocurable by clinics. Here, we describe a facile fabrication of these photo-responsive NPs with commercially available gold NPs and thermo-responsive liposomes. Calcein is used as a model drug to evaluate the encapsulation efficiency and the release kinetic profile upon heat/light stimulation. Finally, we show that this photo-triggered release is due to the membrane disruption caused by microbubble cavitation, which can be measured with hydrophone.

This protocol describes a simple preparation method for gold nanoparticle integrated photo-responsive liposomes with the commercially available materials. It also shows how to measure the microbubble cavitation process of the synthesized liposomes upon the treatment of pulsed laser.

Síntesis de nanopartículas de oro liposomas Integrado fotosensible y la medición de su microburbujas cavitación al pulso láser de excitación

Photo-responsive nanoparticles (NPs) have received considerable attention because of their potential in providing spatial, temporal, and dosage control ...

High-throughput Identification of Bacteria Repellent Polymers for Medical Devices

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as contributing to antimicrobial resistance. One possible avenue for the reduction of device-associated infections is the identification of bacteria-repellent polymer coatings for these devices, which would prevent bacterial binding at the initial attachment step. A method for the identification of such repellent polymers, based on the parallel screening of hundreds of polymers using a microarray, is described here. This high-throughput method resulted in the identification of a range of promising polymers that resisted binding of various clinically relevant bacterial species individually and also as multi-species communities. One polymer, PA13 (poly(methylmethacrylate-co-dimethylacrylamide)), demonstrated significant reduction in attachment of a number of hospital isolates when coated onto two commercially available central venous catheters. The method described could be applied to identify polymers for a wide range of applications in which modification of bacterial attachment is important.

A high-throughput microarray method for the identification of polymers which reduce bacterial surface binding on medical devices is described.

De alto rendimiento de identificación de bacterias polímeros repelentes para dispositivos médicos

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as ...

Fabricating Degradable Thermoresponsive Hydrogels on Multiple Length Scales via Reactive Extrusion, Microfluidics, Self-assembly, and Electrospinning

While various smart materials have been explored for a variety of biomedical applications (e.g., drug delivery, tissue engineering, bioimaging, etc.), their ultimate clinical use has been hampered by the lack of biologically-relevant degradation observed for most smart materials. This is particularly true for temperature-responsive hydrogels, which are almost uniformly based on polymers that are functionally non-degradable (e.g., poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) or poly(oligoethylene glycol methacrylate) (POEGMA)). As such, to effectively translate the potential of thermoresponsive hydrogels to the challenges of remote-controlled or metabolism-regulated drug delivery, cell scaffolds with tunable cell-material interactions, theranostic materials with the potential for both imaging and drug delivery, and other such applications, a method is required to render the hydrogels (if not fully degradable) at least capable of renal clearance following the required lifetime of the material. To that end, this protocol describes the preparation of hydrolytically-degradable hydrazone-crosslinked hydrogels on multiple length scales based on the reaction between hydrazide and aldehyde-functionalized PNIPAM or POEGMA oligomers with molecular weights below the renal filtration limit. Specifically, methods to fabricate degradable thermoresponsive bulk hydrogels (using a double barrel syringe technique), hydrogel particles (on both the microscale through the use of a microfluidics platform facilitating simultaneous mixing and emulsification of the precursor polymers and the nanoscale through the use of a thermally-driven self-assembly and cross-linking method), and hydrogel nanofibers (using a reactive electrospinning strategy) are described. In each case, hydrogels with temperature-responsive properties similar to those achieved via conventional free radical cross-linking processes can be achieved, but the hydrazone cross-linked network can be degraded over time to re-form the oligomeric precursor polymers and enable clearance. As such, we anticipate these methods (which may be generically applied to any synthetic water-soluble polymer, not just smart materials) will enable easier translation of synthetic smart materials to clinical applications.

Protocols are described for the fabrication of degradable thermoresponsive hydrogels based on hydrazone cross-linking of polymeric oligomers on the bulk scale, microscale, and nanoscale, the latter for preparation of both gel nanoparticles and nanofibers.

Fabricación de hidrogeles degradables de interpenetrantes en múltiples escalas de la longitud mediante extrusión reactiva, microfluídica, uno mismo-Asamblea y Electrospinning

While various smart materials have been explored for a variety of biomedical applications (e.g., drug delivery, tissue engineering, bioimaging, etc.), ...

Aqueous Droplets Used as Enzymatic Microreactors and Their Electromagnetic Actuation

For the successful implementation of microfluidic reaction systems, such as PCR and electrophoresis, the movement of small liquid volumes is essential. In conventional lab-on-a-chip-platforms, solvents and samples are passed through defined microfluidic channels with complex flow control installations. The droplet actuation platform presented here is a promising alternative. With it, it is possible to move a liquid drop (microreactor) on a planar surface of a reaction platform (lab-in-a-drop). The actuation of microreactors on the hydrophobic surface of the platform is based on the use of magnetic forces acting on the outer shell of the liquid drops which is made of a thin layer of superhydrophobic magnetite particles. The hydrophobic surface of the platform is needed to avoid any contact between the liquid core and the surface to allow a smooth movement of the microreactor. On the platform, one or more microreactors with volumes of 10 &#181;L can be positioned and moved simultaneously. The platform itself consists of a 3 x 3 matrix of electrical double coils which accommodate either neodymium or iron cores. The magnetic field gradients are automatically controlled. By variation of the magnetic field gradients, the microreactors' magnetic hydrophobic shell can be manipulated automatically to move the microreactor or open the shell reversibly. Reactions of substrates and corresponding enzymes can be initiated by merging the microreactors or bringing them into contact with surface immobilized catalysts.

Lab-in-a-drop reaction systems allow the versatile implementation of complex reactions in a microfluidic scale. An automated actuation platform consisting of a 3 x 3 matrix of electromagnetic coils was developed and successfully used to merge two 10 &#181;L microreactors and thereby initiate an enzymatic reaction in the resulting liquid marbles.

Gotas acuosas utilizan como enzimática microreactores y su accionamiento electromagnético

For the successful implementation of microfluidic reaction systems, such as PCR and electrophoresis, the movement of small liquid volumes is essential. In ...

Synthesis of Cationized Magnetoferritin for Ultra-fast Magnetization of Cells

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs). Achieving sufficient cellular uptake of SPIONs is a challenge that has traditionally been met by exposing cells to elevated concentrations of SPIONs or by prolonging exposure times (up to 72 hr). However, these strategies are likely to mediate toxicity. Here, we present the synthesis of the protein-based SPION magnetoferritin as well as a facile surface functionalization protocol that enables rapid cell magnetization using low exposure concentrations. The SPION core of magnetoferritin consists of cobalt-doped iron oxide with an average particle diameter of 8.2 nm mineralized inside the cavity of horse spleen apo-ferritin. Chemical cationization of magnetoferritin produced a novel, highly membrane-active SPION that magnetized human mesenchymal stem cells (hMSCs) using incubation times as short as one minute and iron concentrations as lows as 0.2 mM.

A protocol for the synthesis and cationization of cobalt-doped magnetoferritin is presented, as well as a method to rapidly magnetize stem cells with cationized magnetoferritin.

Síntesis de cationizada Magnetoferritin para la magnetización ultra-rápido de las células

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide ...

Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the optical window where biological samples are most transparent. Here, we outline techniques to adsorb amphiphilic polymers and polynucleic acids onto the surface of SWNTs to engineer their corona phases and create novel molecular sensors for small molecules and proteins. These functionalized SWNT sensors are both biocompatible and stable. Polymers are adsorbed onto the nanotube surface either by direct sonication of SWNTs and polymer or by suspending SWNTs using a surfactant followed by dialysis with polymer. The fluorescence emission, stability, and response of these sensors to target analytes are confirmed using absorbance and near-infrared fluorescence spectroscopy. Furthermore, we demonstrate surface immobilization of the sensors onto glass slides to enable single-molecule fluorescence microscopy to characterize polymer adsorption and analyte binding kinetics.

We present a protocol for engineering the corona phase of near infrared fluorescent single walled carbon nanotubes (SWNTs) using amphiphilic polymers and DNA to develop sensors for molecular targets without known recognition elements.

Ingeniería Molecular Recognition con polímeros biomiméticos en una sola pared nanotubos de carbono

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the ...