A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
עבודה זו מציגה את ההכנה של מתיונין פונקציונליות ביויונטית בלוק תואם (mBG) באמצעות הפיך תוספת-פיצול שרשרת העברת (רפסודה) שיטה. ה-DNA הפלסטיות משלימה את היכולת של mBG שהושג ואת היעילות שלהם הגלגול נחקרו גם. שיטת הרפסודה מועילה מאוד עבור מונמרים פולימרים המכילים קבוצות פונקציונליות מיוחדות.
תוספת הפיכה-העברת שרשרת הפיצול (רפסודה) פולימור משלבת את היתרונות של פולימוניזציה רדיקלי וחיים פלוניזציה. עבודה זו מציגה את הכנת הסופולימרים של מתיונין התואמים באמצעות רפסודה פלוניזציה. ראשית, n, n-bis(2-הידרולקסיל) מתיאקרילאמיד-b-n-(3-aminopropyl) מתיונין (BNHEMA-b-APMA, BA) היה מסונתז באמצעות רפסודה פולימור באמצעות 4, 4 '-azobis (acva) כיום ליזום סוכן 4-cyanopentanoic חומצה dithiobenzoate (CTP) כמו סוכן העברת שרשרת. לאחר מכן, n, n-bis(2-הידרוגרקסיל) מתיונין-b-n-(3-guanidinopropyl) מתיאקרילאמיד (מתיונין מושתל BNHEMA-b-gpma, mbg) הוכנו על ידי שינוי קבוצות אמין באפיה עם מתיונין וגואנידין קבוצות. שלושה סוגים של פולימרים לחסום, mBG1, mBG2, ו mBG3, היו מסונתז להשוואה. תגובה ניפובית שימש לכמת את התוכן APMA; mBG1, mBG2, ו mBG3 היו 21%, 37%, ו 52% של APMA, בהתאמה. התוצאות של ג'ל חדירות (GPC) הראו כי בעלי סופולימרים בעלי משקולות מולקולרית של 16,200 (BA1), 20900 (BA2), 27200 (BA3) g/מול. ה-DNA פלמיד (pDNA) השלימה את היכולת של בלוק השיגה הספקים הגן המתקבל גם היה נחקר. יחסי האישום (N/P) היו 8, 16, ו 4 כאשר pDNA היה מלא לחלוטין עם mBG1, mBG2, mBG3, בהתאמה. כאשר היחס N/P של הפוליפיום של mBG/pDNA היה גבוה מ-1, הפוטנציאל הזטה של mBG היה חיובי. ביחס N/P בין 16 ל-32, גודל החלקיק הממוצע של משטח החלקיקים mBG/pDNA היה בין 100-200 nm. באופן כללי, עבודה זו ממחישה פרוטוקול פשוט ונוח עבור סינתזה הנושא בלוק סופולימר.
בשנים האחרונות, טיפול גנטי התפתחה לאספקה טיפולית של חומצות גרעין כמו תרופות לטיפול בכל מיני מחלות1. התפתחות של תרופות גנטי כולל DNA פלמיד (pDNA) ו-RNA מתערב קטן (siRNA) מסתמך על היציבות והיעילות של מערכת אספקת הסמים (DDS)2. בין כל DDS, הספקים הפולימרים של החומרים הפולימריים יש את היתרונות של יציבות טובה, חיסוני נמוך, ו נתיישב הכנה ושינוי, אשר מעניקים מנשאים פולימריות הסיכויים ליישום3,4. עבור יישומים מעשיים ב ביודיצין, החוקרים חייבים למצוא מנשא פולימרי עם יעילות גבוהה, רעילות נמוכה, ויכולת מיקוד טוב5. בין כל הספקים הפולימריים, בלוק סופולימרים הם אחד ממערכות האספקה הנפוצות ביותר לאספקת סמים. בלוק סופולימרים לומדים באופן אינטנסיבי עבור הרכוש העצמי שלהם ואת היכולות ליצור מיקרולים, המיקרוספירות, ו חלקיקים במשלוח סמים5. בלוק סופולימרים יכולים להיות מסונתז דרך פלוניזציה או ללחוץ על שיטות כימיה.
בשנת 1956 העלה שוארג ואח ' את נושא החיים הפלוניזציה, המגדירים אותו כתגובה ללא תגובות מעבר שרשרת6,7. מאז פותחו טכניקות מרובות לסנתז פולימרים בשיטה זו; כך, החיים פולימוניזציה מוצג כאבן דרך של מדעי הפולימר8. ניתן לסווג את הפלמור החיים לתוך החיים האניוניים, החיים המנייזציה, והרפלזציה הניתנת לביטול הפיכה (RDRP)9. לחיות polyonic/החיים הפוליפוניים יש היקף מוגבל של היישום בשל תנאי תגובה קפדנית שלהם10. בשליטה/פולימלזציה רדיקלית (CRP) יש תנאי תגובה מתונים, שליטה נוחה, תשואה טובה, ובכך היה מוקד המחקר העיקרי בשנים האחרונות11. ב-CRP, רשתות הפצה פעילות מואבקים הפיכה לאלה רדומים כדי להפחית את הריכוז של רדיקלים חופשיים ולהימנע מהתגובה הביוולקולרית של הפצת רדיקלים בשרשרת. בנוסף, ניתן להמשיך לנוע רק אם הרשתות הממשיכות הרדומים אינן פעילות מונפשות לתוך הגורמים הקיצוניים בשרשרת. כאחת הצורות המבטיחים ביותר של הפלוניזציה הרדיקלי החיים, תוספת הפיך-פיצול שרשרת (רפסודה) פולימור היא שיטה הישימה לבלום פולימרים לחסום עם משקל מולקולרי מבוקרת מבנה, משקל מולקולרי צר הפצה, ונשיאת קבוצות פונקציונליות12. המפתח לרפסודה מוצלחת של רפסודת ההצלה הוא ההשפעה של סוכני העברת שרשרת, בדרך כלל dithioesters, אשר בעלי קבוע מאוד גבוהה העברת שרשרת.
בנייר זה, שיטת הרפסודה היתה מתוכננת להכין BNHEMA-b-apma בלוק פולימר, לקיחת 4, 4 '-azobis (4-חומצה ציאנואלאריק) (acva) כסוכן יוזם ו 4-cyanopentanoic חומצה dithiobenzoate (ctp) כסוכן העברת שרשרת. הרפסודה הייתה בשימוש פעמיים כדי להחדיר BNHEMA לתוך מנשאי הפולימר. לאחר מכן, הקבוצות של האמין בשרשרת APMA השתנו עם מתיונין והגואנינילציה מגיב 1-עמידיאדיאזול הידרוכלוריד. ביצוע השימוש החיובים החיוביים של מגיב הגואנילציה והשלד פולימר מתיאקרילמיד, היעילות ספיגת הסלולר של מנשאים לחסום פולימר שהושג השתפר.
1. סינתזה של פולימר BNHEMA (PBNHEMA)
2. סינתזה של BNHEMA-b-apma פולימר (BA)
3. לקבוע את אחוז השומה של APMA ב-BA קופולימר באמצעות שיטת הניברז
הערה: ספקטרופוטומטר משמש לקביעת התוכן של חומצות אמינו מרובת רכיבים. העיקרון הוא תגובת צבע של נינדאין וחומצת אמינו שבהם הספיגה מקורלציה עם התוכן של חומצת האמינו במידה מסויימת13,14.
4. סינתזה של מתיונין מושתלים פולימר BA (mBA)
5. סינתזה של guanidinated ו מתיונין BNHEMA-b-apma פולימר (mbg)
הערה: שלושה mBA1 שונים, mBA2 ו mBA3 סופולימר היו מסונתז. mBA3 סופולימר משמש כדוגמה בשלבים הבאים.
6. הכנה ואפיון של הפוליפביסים של mBG/pDNA
7. מפיגור חשמלי בניסוי של mBG/pDNA
הערה: ניסוי הפיגור האלקטרו-ממדי נערך כדי לקבוע את יחס החיוב המינימלי.
8. הרעלת ציטוזה של מגה בורג/pDNA
9. נצילות החוצה של mBG/GFP-Pdlexes
BNHEMA הוזן בהתאם למידת המטרה של הפילמור המוצג בטבלה 1; הליך הסינתזה של mBG מוצג באיור 1. ראשית, BNHEMA homopolymer היה מוכן דרך הפיך תוספת-פיצול שרשרת העברת (רפסודה) שיטת המים dioxane במערכת, באמצעות 4-cyanopentanoic חומצה dithiobenzoate כסוכן העברת שרשרת. שנית, PBNHEMA שימש סוכן העברת שרשרת להכין BNHEMA...
מחקר זה הציג סדרה של BNHEMA-b-APMA לחסום מנשאי הגנים הפולימרים של הפולימר. פולימרים אלה בלוק היו מסונתז באמצעות הפיך תוספת-פיצול שרשרת העברה (רפסודה) שיטה. החלק ההידרופיפילית BNHEMA הוצג כדי לשפר את מסיסות. קבוצות מתיונין וגואנידין שונו על מנת לשפר את יכולת היעד ואת היעילות המקבצת5. התו...
המחברים מאשרים כי אין ניגוד אינטרסים עם כל ארגון פיננסי בנוגע לחומר הנדון במאמר זה.
מחקר זה נתמך על ידי תוכנית המחקר ופיתוח המפתח הלאומי של סין (No. 2016YFC0905900), הלאומית המדע הטבעי הקרן של סין (Nos. 81801827, 81872365), תוכנית מחקר בסיסית של מחוז ג'יאנגסו (קרן מדע הטבע, לא. BK20181086), ובבית החולים לסרטן ג'יאנגסו קרן המחקר המדעי (לא. ZK201605).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-hydroxybenzotriazole | Macklin Biochemical Co., Ltd,China | H810970 | ≥97.0% |
1,4-dioxane | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 10008918 | AR |
1-amidinopyrazole Hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | A107935 | 98% |
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | E106172 | AR |
4,4’-azobis(4-cyanovaleric acid) | Aladdin Co., Ltd., China | A106307 | Analytical reagent (AR) |
4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoic Acid | Aladdin Co., Ltd., China | C132316 | >97%(HPLC) |
Acetate | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 81014818 | AR |
Acetone | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 10000418 | AR |
Agarose | Aladdin Co., Ltd., China | A118881 | High resolution |
Ascorbic acid | Aladdin Co., Ltd., China | A103533 | AR |
DMSO | Aladdin Co., Ltd., China | D103272 | AR |
Ethylene glycol | Aladdin Co., Ltd., China | E103319 | AR |
N-(3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | N129096 | ≥98.0%(HPLC) |
N,N-bis(2-hydroxyethyl)methacrylamide | ZaiQi Bio-Tech Co.,Ltd, China | CF259748 | ≥98.0%(HPLC) |
Ninhydrin | Aladdin Co., Ltd., China | N105629 | AR |
PBS buffer | Aladdin Co., Ltd., China | P196986 | pH 7.4 |
Plasmid DNA | BIOGOT Co., Ltd, China | pDNA-EGFP | pDNA-EGFP |
Plasmid DNA | BIOGOT Co., Ltd, China | Pdna | pDNA |
Sodium carbonate decahydrate | Aladdin Co., Ltd., China | S112589 | AR |
Trimethylamine | Aladdin Co., Ltd., China | T103285 | AR |
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