עבודה זו נתמכה על ידי מענקי NIH: HL671795, HL048743, וHL108630.

1. הכנת SDF-1α סוכרי חלקיקים בשל צורך משלוח in vivo, לעקר את כל המכולות, טפטפות, וטיפים לשימוש בתכשיר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את פתרונות המניות הבאות בultrapure מים: 1% סולפט dextran; 1 M NaOH (סטרילי מסונן עם קרום PES); chitosan 0.1% 0.2% בחומצה אצטית קרחונית (מסנן דרך 0.8 ו0.22 מיקרומטר מסננים ברציפות ולהתאים את ה- pH 5.5 עם NaOH לאחר מכן); 0.1 M 4 ZnSO; מניטול 15%; ו0.92 מ&quot;ג / מיליליטר SDF-1α (מאוחסנים בaliquots על 80 מעלות צלזיוס, ושמרו על 4 מעלות צלזיוס מופשרים פעם אחת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר פתרונות מניות באמצעות 0.22 מיקרומטר ממברנות סינון. להעריך את רמות רעלן פנימיות בפתרון מוכן עם assay lysate amebocyte Limulus קריש ג&#39;ל (LAL). ודא שהרמות הן &lt;0.06 איחוד אירופי / מיליליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 0.18 מיליליטר מים ultrapure לבקבוקון זכוכית 1.5 מיליליטר מכיל בר ומערבבים מגנטי. קבע את המהירות ומערבבים ב 800 סל&quot;ד. להוסיף 0.1 מיליליטר 1%סולפט וdextran מערבב במשך 2 דקות. להוסיף SDF-1α 0.08 מ&quot;ג (0.087 מיליליטר של 0.92 מ&quot;ג / מיליליטר SDF-1α פתרון) ומערבבים במשך 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 0.33 מיליליטר 0.1% dropwise chitosan ומערבבים במשך 5 דקות. מהירות שינוי ומערבבים עד למקסימום ולהוסיף 0.1 מיליליטר 0.1 M 4 ZnSO לאט עם מזרק 0.1 מיליליטר (מעל 1 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחזור במהירות ומערבבים עד 800 סל&quot;ד ומערבבים למשך 30 דקות. להוסיף מניטול 0.4 מיליליטר של 15% ומערבבים במשך 5 דקות. מעביר את תערובת התגובה לצינור 1.5 מיליליטר microfuge. צנטריפוגה ב16,000 XG ב 4 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות. הערה: הנוכחות של מניטול מאפשרת resuspension של החלקיקים לאחר צנטריפוגה. בהתאם לקומפקטיות של גלולה, ריכוז מניטול יכול להיות מגוון בין 0% ל -5%. resuspension המלא של החלקיקים לאחר כל צנטריפוגה הוא קריטי כדי למנוע אגרגטים בהשעיה הסופית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב supernatant ולהשתמש פיפטה להסיר את הטיפה האחרונה של נוזל לאט. להוסיף מניטול 0.2 מיליליטר 5%. להשעות את גלולה עם 0.5 מיליליטר, לבית 29 Gמזרק DLE. להוסיף מניטול 1 מיליליטר של 5%. צנטריפוגה XG ב 16,000 במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 1.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב supernatant. Resuspend גלולה במניטול 0.2 מיליליטר 5%. אחסן את ההשעיה החלקיקים ב 4 מעלות צלזיוס. הערה: ההשעיה החלקיקים יכולה גם להיות מאוחסנת קפוא ב -80 ° C או lyophilized. מניטול 5% כולל בהשעיה הוא חיוני כדי למנוע הצטברות של החלקיקים לאחר ההקפאה והפשרה או אחרי lyophilization והתייבשות. מניטול ניתן להסיר על ידי צנטריפוגה של ההשעיה לאחר האחסון. </li></ol> 2. מדידה של גודל חלקיקים ופוטנציאל זטה גודל החלקיקים ופוטנציאל זטה מנותחים על ידי פיזור אור דינמי ופיזור אור electrophoretic, בהתאמה, עם נתח של חלקיקים שצוין ברשימת חומר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיר את הפרמטרים הבאים למדידת גודל חלקיקים: פעמים צבירה: 70; פעמים חוזרות: 4; טמפרטורה: 25 ° C;Diluent: מים; התאמת עוצמת: אוטומטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל את מדגם SDF-1α-DS-CS עם מים (דילול של פי 10). לטעון של המדגם לקובט UV חד פעמי 100 μl כגון קובט אפנדורף. הכנס את קובט לתוך מחזיק התא. חכה להתאמת עוצמת להגיע &quot;אופטימום&quot; (~ 10,000 CPS). התחל רכישת נתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר המדידה תושלם, תרשום את תוצאות cumulants של קוטר (ננומטר) ומדד polydispersity. ממוצע התוצאות שהתקבלו מכל אחד 4 הקריאות החוזרות ולחשב את סטיית התקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עומס 500 μl של מדגם חלקיקים בדילול של פי 10 לתא זרימה למדידת פוטנציאל זטה. להגדיר את הפרמטרים הבאים למדידה: פעמים צבירה: 10; פעמים חוזרות: 5; טמפרטורה: 25 ° C; Diluent: מים; התאמת עוצמת: אוטומטי. רשום את התוצאות של פוטנציאל זטה (mV). ממוצע התוצאות המתקבלות מכל אחד 5 קריאות חוזרות ונשנות, ולחשב את deviatio הסטנדרטיn. </li></ol> 3. כימות של SDF-1α בחלקיקים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל צורת SDF-1α חופשיות לריכוזים של 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05 ומ&quot;ג / מיליליטר במאגר מדגם 1.3x Laemmli. לדלל דגימות SDF-1α-DS-CS 6 μl עם 1.3x 40 μl חיץ מדגם Laemmli. (הכן את חיץ מניית 4x Laemmli מכיל 0.25 M טריס-HCl, pH 7.5, 8% SDS, גליצרול 40%, 0.05 מ&quot;ג / 8% 2-mercaptoethanol מיליליטר bromophenol כחול, ו. מחלקים את פתרון המניות לתוך aliquots הקטן ולשמור ב -20 ° C לשימוש יחיד.) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחממים את הדגימות ב 100 מעלות צלזיוס במשך 10 דקות. מערבולת הדגימות פעמיים (כל אחד במשך 10 שניות במהירות המרבית) בזמן חימום 10 דקות על מנת לנתק את החלקיקים לחלוטין. לצנן את הדגימות לRT למשך 2 דקות. צנטריפוגה ב10,000 XG ל0.5-1 דקות כדי להפיל את עיבוי המים. מערבולת שוב לערבב היטב. הערה: בשלב זה, פתרון המדגם צריך להיות ברור שאין הווה משקע גלוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען 10 ו# 181; l מדגם / גם לג&#39;ל SDS 4-20%. הפעל אלקטרופורזה ב 200 V עבור 20 דקות. כתם ג&#39;ל עם כתם חלבון הכחול Coomassie. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבחון את צפיפות להקת חלבון של SDF-1α באמצעות תוכנת תרמי וניתוח צפיפות מולקולרית. לחשב את כמות SDF-1α בחלקיקים נגד עקומת סטנדרט נבנתה בסטנדרטים SDF-1α חופשיים. </li></ol> 4. במבחנת השחרור Assay <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לערבב חלקיקי סוכרי SDF-1α עם פוספט שנאגרו מלוח של Dulbecco ללא סידן ומגנזיום (D-PBS) בשעה 1: 1 (V / V). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחלקים את ההשעיה החלקיקים לתוך 0.05 aliquots מיליליטר ב 1.5 מיליליטר צינורות. טען את הדגימות לתחתית הצינורות. הימנע החדרת בועות אוויר או להפריע את פני השטח של הנוזל. לאטום את חלקו העליון של הצינורות עם Parafilm. הערה: בכך, הנוזל יישאר בתחתית בסיבוב העליון לתחתון שלאחר מכן על מיקסר הצינור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את הצינורות על 37 ו# 176; C במיקסר מיקרו-Tube סיבוב. הסר aliquots מהצינורות במועדים המיועדים צנטריפוגות מייד הדגימות ב16,000 XG במשך 10 דקות ב 4 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפרד את supernatants וכדורים, ולשקם את הכדור עם 0.05 מיליליטר D-PBS. אחסן את הדגימות ב -20 ° C. אחרי הכל הדגימות שנאספו, לבחון את supernatants וכדוריות על ג&#39;ל SDS כפי שתואר לעיל. </li></ol> 5. ההגירה Assay assay זה מודד את פעילות chemotactic של SDF-1α. אינטראקציה של SDF-1α עם קולטה (CXCR4) על פני התא גורמת להגירה של התא לכיוון שיפוע SDF-1α. ב assay זה, התאים נטענים לתוך היטב עליון (מופרד על ידי קרום semipermeable מנמוך גם) פתרון וSDF-1α לנמוכים גם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל SDF-1α (חינם או בצורה מאוגדת חלקיק) עם חיץ הגירה (בינוני RPMI-1640 המכילים 0.5% אלבומין בסרום שור) ב3-FOדילול סדרתי ld לריכוזים סופיים של 100, 33, 11, 3.7, 1.2, 0.41, 0.14, 0.05 וng / ml. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 0.6 מיליליטר של פתרון SDF-1α המדולל או חיץ הגירה (בקרה שלילית) רק כדי גם בצלחת 24 גם. הוסף חוצץ הגירה 0.57 מ&quot;ל לטוב (שליטת תא קלט). לדגור על 37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. הנח להכניס את תרבות תא חדירה כגון Transwell (גודל נקבובית 5 מיקרומטר, בקוטר 6.5 מ&quot;מ) על גבי נמוך גם. טען 0.1 מיליליטר תאי Jurkat (5 × 10 5) לTranswell להכניס. לטעון 0.03 מיליליטר תאים ישירות לשליטת תא הקלט היטב. דגירה את הצלחת על 37 מעלות צלזיוס במשך שעה 2 ב5% CO 2 באינקובטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את מוסיף Transwell. העבר את התאים שהגרו לבארות התחתונות לצינור קלקר 4 מיליליטר. ספירת התאים נדדו עם cytometer זרימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב הגירה כאחוז ממספר תאי קלט (מספר תאים בשליטת תא הקלט היטב x 100/30) לאחר החיסור של המספרים בnegative פקדים (תאים היגרו לבארות המכילות מאגר הגירה בלבד). </li></ol>

<ol>
	<li>Delair, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloidal+polyelectrolyte+complexes+of+chitosan+and+dextran+sulfate+towards+versatile+nanocarriers+of+bioactive+molecules.">Colloidal polyelectrolyte complexes of chitosan and dextran sulfate towards versatile nanocarriers of bioactive molecules.</a> Eur J Pharm Biopharm. 78 (1), 10-18 (2011).</li><li>Morachis, J. M., Mahmoud, E. A., Almutairi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+and+chemical+strategies+for+therapeutic+delivery+by+using+polymeric+nanoparticles.">Physical and chemical strategies for therapeutic delivery by using polymeric nanoparticles.</a> Pharmacol Rev. 64 (3), 505-519 (2012).</li><li>Yue, Z. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+charge+affects+cellular+uptake+and+intracellular+trafficking+of+chitosan-based+nanoparticles.">Surface charge affects cellular uptake and intracellular trafficking of chitosan-based nanoparticles.</a> Biomacromolecules. 12 (7), 2440-2446 (2011).</li><li>Ghadge, S. K., Muhlstedt, S., Ozcelik, C., Bader, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SDF-1alpha+as+a+therapeutic+stem+cell+homing+factor+in+myocardial+infarction.">SDF-1alpha as a therapeutic stem cell homing factor in myocardial infarction.</a> Pharmacol Ther. 129 (1), 97-108 (2011).</li><li>Sharma, M., Afrin, F., Satija, N., Tripathi, R. P., Gangenahalli, G. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal-derived+factor-1/CXCR4+signaling:+indispensable+role+in+homing+and+engraftment+of+hematopoietic+stem+cells+in+bone+marrow.">Stromal-derived factor-1/CXCR4 signaling: indispensable role in homing and engraftment of hematopoietic stem cells in bone marrow.</a> Stem Cells Dev. 20 (6), 933-946 (2011).</li><li>Sadir, R., Baleux, F., Grosdidier, A., Imberty, A., Lortat-Jacob, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+stromal+cell-derived+factor-1alpha-heparin+complex.">Characterization of the stromal cell-derived factor-1alpha-heparin complex.</a> J Biol Chem. 276 (11), 8288-8296 (2001).</li><li>Amara, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal+cell-derived+factor-1alpha+associates+with+heparan+sulfates+through+the+first+beta-strand+of+the+chemokine.">Stromal cell-derived factor-1alpha associates with heparan sulfates through the first beta-strand of the chemokine.</a> J Biol Chem. 274 (34), 23916-23925 (1999).</li><li>Sadir, R., Imberty, A., Baleux, F., Lortat-Jacob, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heparan+sulfate/heparin+oligosaccharides+protect+stromal+cell-derived+factor-1+(SDF-1)/CXCL12+against+proteolysis+induced+by+CD26/dipeptidyl+peptidase+IV.">Heparan sulfate/heparin oligosaccharides protect stromal cell-derived factor-1 (SDF-1)/CXCL12 against proteolysis induced by CD26/dipeptidyl peptidase IV.</a> J Biol Chem. 279 (42), 43854-43860 (1074).</li><li>Yin, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SDF-1alpha+in+glycan+nanoparticles+exhibits+full+activity+and+reduces+pulmonary+hypertension+in+rats.">SDF-1alpha in glycan nanoparticles exhibits full activity and reduces pulmonary hypertension in rats.</a> Biomacromolecules. 14 (11), 4009-4020 (2013).</li><li>Huang, M., Vitharana, S. N., Peek, L. J., Coop, T., Berkland, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyelectrolyte+complexes+stabilize+and+controllably+release+vascular+endothelial+growth+factor.">Polyelectrolyte complexes stabilize and controllably release vascular endothelial growth factor.</a> Biomacromolecules. 8 (5), 1607-1614 (2007).</li><li>McCall, R. L., Sirianni, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PLGA+nanoparticles+formed+by+single-+or+double-emulsion+with+vitamin+E-TPGS.">PLGA nanoparticles formed by single- or double-emulsion with vitamin E-TPGS.</a> J Vis Exp. (82), 51015 (2013).</li><li>Carrillo-Conde, B. R., Roychoudhury, R., Chavez-Santoscoy, A. V., Narasimhan, B., Pohl, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+synthesis+of+carbohydrates+and+functionalization+of+polyanhydride+nanoparticles.">High-throughput synthesis of carbohydrates and functionalization of polyanhydride nanoparticles.</a> J Vis Exp. (65), 3967 (2012).</li><li>Xu, J., Amiji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+gene+delivery+and+transfection+in+human+pancreatic+cancer+cells+using+epidermal+growth+factor+receptor-targeted+gelatin+nanoparticles.">Therapeutic gene delivery and transfection in human pancreatic cancer cells using epidermal growth factor receptor-targeted gelatin nanoparticles.</a> J Vis Exp. (59), e3612 (2012).</li><li>Lauten, E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoglycan+complex+formulation+extends+VEGF+retention+time+in+the+lung.">Nanoglycan complex formulation extends VEGF retention time in the lung.</a> Biomacromolecules. 11 (7), 1863-1872 (2010).</li><li>Schatz, C., Domard, A., Viton, C., Pichot, C., Delair, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Versatile+and+efficient+formation+of+colloids+of+biopolymer-based+polyelectrolyte+complexes.">Versatile and efficient formation of colloids of biopolymer-based polyelectrolyte complexes.</a> Biomacromolecules. 5 (5), 1882-1892 (2004).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

כפי שצוין לעיל, נוצרים חלקיקי DS-CS באמצעות נטרול מטען בין polyanion (DS) וpolycation מולקולות (CS). מאז האינטראקציה תשלום מתרחשת בקלות במהלך ההתנגשות המולקולרית, הריכוז של פתרונות הפולימר ומהירות ערבוב במהלך הערבוב הוא קריטי לגודל של החלקיקים שנוצר. מגמה כללית היא שיותר מדוללת פתרונות DS וCS 15 ותוצאת מהירות ערבוב גבוהה יותר בחלקיקים קטנים יותר. גיבוש חלקיקי סוכרי SDF-1α יכול להיות מגוון. לדוגמא, בסכומים וביחסים של SDF-1α / DS / CS שימוש בפרוטוקול זה הם 0.08 / 0.33 / 1 (מ&quot;ג / מ&quot;ג / מ&quot;ג), בהתאמה. בהתאם לשימוש המיועד של חלקיקי SDF-1α, יחסים אלו יכולים לשנות. אם כמות SDF-1α הוסיפה לתערובת הוא 0.04 מ&quot;ג (0.04 / 0.33 / 1, מ&quot;ג / מ&quot;ג / מ&quot;ג) במקום 0.08 מ&quot;ג, החלקיקים יהיו קטנים יותר, ~ 650 ננומטר, ואת יעילות מלכוד SDF-1α מעט greater, 70-80% 9. עם זאת, כאשר נמסרו in vivo, כמות גדולה יותר של מטריצת הסוכרים תהיה נוכחת לSDF-1α. אם גודל חלקיקים קטן יותר הוא רצוי, הניסוח של חלקיקי סוכרי SDF-1α יכול להיות שונה יותר. חלופה אחת היא להשתמש chitosan משקל מולקולרי קטן יותר, כפי שהודגם ב- 15 Ref. יש לציין, עם זאת, יש chitosan שזיקה גבוהה לרעלן פנימי (מטען שלילי lipopolysaccharides); כך, בדיקה של רמת רעלן פנימית או פוטנציאל טיהור היא הכרחית לשימוש בכל מוצרי chitosan לפני מסירת in vivo. החלופה השנייה היא לטעון SDF-1α על חלקיקי DS-CS מראש יצרו קטנים. מאז ניתן להשפיע האחרון יותר בקלות בגודל חלקיקים וSDF-1α זיקה גבוהה לDS, טעינת כמות קטנה של SDF-1α למעטפת החיצונית של חלקיקי DS-CS יכול לגרום לחלקיקים קטנים יותר. בהשוואה לסוגים אחרים שלחלקיקים (למשל, 11 PLGA, polyanhydride 12, או ג&#39;לטין 13 חלקיקים), יש לי חלקיקי DS-CS יתרונות ומגבלות מסוימים. יתרונותיו העיקריים של חלקיקי DS-CS הם: 1) הכנת החלקיקים אינה כרוכה בממסים אורגניים או sonication הנמרץ. זהו, אם כן, מתאים להתאגדות גורם חלבון, כהכנה עדינה מפחיתה את הסבירות של איון חלבון; 2) המטריצה ​​של החלקיקים יש רכוש מבני דומה למטריצת חוץ-תאית, מה שהופך את החלקיקים בקנה אחד עם סביבת רקמות והוא פחות רעיל ודלקתי; ו 3) מחקה SDF-1α נכנסים חלקיקים סוכרי יחסים מחייבים טבעיים בין החלבון וחוץ-התאי, מה שמסביר את פעילות chemotactic המלאה של SDF-1α לאחר ששולב בחלקיקי הסוכרים. SDF-1α הפעילים באופן מלא בצורה מאוגדת החלקיקים מאפשר לו לשמש כגורם ביות נייח בדואר רקמהnvironment. המגבלות של חלקיקי DS-CS הן: 1) בקטרים ​​של החלקיקים הם בדרך כלל גדולים יותר מהחלקיקים שהוזכרו לעיל; ו 2) בקלות לקרוס בפתרונות מלח, אשר לא יכול להיות מתאימה להזרקה ישירה לתוך מחזור דם. SDF-1α נכנסים החלקיק נמצאים להשתחרר מינימאלי מהחלקיקים לאחר דגירה של שבעה ימים. תופעה זו קשורה לזיקה הגבוהה של SDF-1α להפרין, אשר תורמת גם לתפקודו in vivo. מאז חלבונים עם תחומים מחייבים הפרין בדרך כלל זיקות שונות להפרין, שיעורי שחרורם צפויים להיות שונים. לדוגמא, בVEGF 165 ננו-חלקיקי -DS-CS נערכו בניסוח דומה, 44% מVEGF התאגד 165 שוחרר בשעה הראשונה ו -29% שוחרר בשעה 47 הבאה במהלך דגירה על 37 מעלות צלזיוס 14. לכן, דפוס שחרור במבחנה לprot ספציפיein צריך להיבדק לגופו. המטרה של הכנת ננו-חלקיקי SDF-1α-DS-CS היא לספק SDF-1α לריאות ולהקים אות ביות של תאי גזע ברקמות. החלקיקים יכולים גם להיות מועברים לרקמות אחרות לאותה מטרה, למרות שפורמט ננו-חלקיקים מסוימים אינו נדרש להזרקת רקמה מוצקה. העובדה שSDF-1α הוא התייצב על ידי DS במטריצת ננו-החלקיקים והוא שוחררו מינימאלי מהחלקיקים תומכת נובעת עקרונות גיוס תא, והחלקיקים צפוי להיות מועיל לשחזור רקמות. מאז יש לי חלקיקי החלבון-סוכרי מטריצה ​​דומה לזה של glycosaminoglycans פני תא וחוץ-תאי, זה אפשרי, כי החלבונים שולבו חלקיקים ניתן להחליף למטריצות אלה (מולקולות חוץ-התאיות טעונות השלילי יכולות להתחרות עם עקידת חיובית חלבון טעון) in vivo </eמ &#39;&gt;. חילופי דברים יכולים לשנות את קינטיקה שחרור חלבון, ולכן, צריך להיחקר עוד יותר לאחר ראשוני באפיון חוץ גופית.

סולפט dextran (DS) וchitosan (CS) הם סוכרים עם מטען שלילי בין מספר קבוצות החליפו סולפט (בDS), או קבוצות האמינים טעונות חיובי (deacetylated CS). כאשר מעורב בתמיסה מימית, שני סוכרים יצירת קומפלקסי polyelectrolyte דרך אינטראקציות אלקטרוסטטיות. המתחמים וכתוצאה מכך עלולים ליצור אגרגטים גדולים שיהיה לשלב מופרדים מהתמיסה המימית (משקעים), או חלקיקים קטנים שמים מסיסים (קולואידים). התנאים הספציפיים שתורמים לתוצאות אלה נחקרו רבים, וכבר סיכמו ומאוירים בפירוט בביקורת האחרונה 1. בין תנאים אלה, שתי דרישות בסיסיות לייצור חלקיקים מסיסים מים חייבים 1) יש לי הפולימרים הטעונים ההפוך מסה טוחנת שונה באופן משמעותי; ו -2) להיות מעורב ביחס הלא stoichiometric. תנאים אלה יאפשר מגזרי פולימרי complexed תשלום ניטראלי שנוצרו על ידי תשלוםנטרול להפריד ויוצר את הליבה של החלקיקים, והפולימרים העודפים כדי ליצור את המעטפת החיצונית 1. חלקיקי הסוכרים שתוארו בפרוטוקול זה נועדו למסירת ריאתי, ונועדו להיות נקי טעונים שלילי, וממדי ננומטר. תשלום המשטח השלילי מפחית את הסבירות של ספיגה התאית של החלקיקים 2,3. חלקיקים של ממד ננומטר להקל על המעבר בדרך נשימת דיסטלי. כדי להשיג מטרה זו, הסכום של DS בשימוש בתכשיר זה הוא בעודף של CS (יחס משקל 3: 1); וגבוה מולקולרי משקל-DS (MW משקל הממוצע 500,000) ומשקל מולקולרי נמוך CS (טווח MW 50-190 kDa, 75-85% deacetylated) משמש. SDF-1α הוא גורם ביות של תאי גזע, אשר מפעיל את פונקצית הביות באמצעות פעילות chemotactic. SDF-1α ממלאים תפקיד חשוב בביות ותחזוקה של תאי גזע hematopoietic במח העצם, ובגיוס של progeתאי nitor לרקמה ההיקפית ל4,5 תיקון פציעה. יש SDF-1α אתר מחייב הפרין ברצף החלבון שלה, המאפשר לחלבון להיקשר להפרין / הפאראן גופרתי, הדימרים צורה, להיות מוגן מפני פרוטאז (CD26 / DPPIV) איון, ואינטראקציה עם תאי מטרה באמצעות קולטנים בתא השטח 6-8. יש DS תכונות מבניות דומות להפרין / הפאראן גופרתי; כך, המחייב של SDF-1α לDS יהיה דומה לזה של ligands פולימרים הטבעי שלה. בפרוטוקול הבא, אנו מתארים את ההכנה של ננו-חלקיקי SDF-1α-DS-CS. הנהלים מייצגים את אחד הניסוחים שנחקרו בעבר 9. הפרוטוקול מותאם במקור מחקירה של חלקיקי VEGF-DS-CS 10. הכנה בקנה מידה קטנה מתוארת, אשר ניתן לשנותם בקלות עם אותו פתרונות המניות ותנאי הכנה. לאחר הכנה, החלקיקים מאופיינים בy בחינת גודלם, פוטנציאל זטה, התאגדות SDF-1α מידה, במבחנה זמן שחרור, ופעילות של SDF-1α המשולבים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="489">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:255px;">Name</td>
			<td style="width:136px;">Company</td>
			<td style="width:99px;">Catalog number</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Dextran sulfate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP1585-100</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Chitosan, low molecular weight&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>448869</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Zinc sulfate heptahydrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>204986</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">D-Mannitol</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M9546</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">UltraPure water&#160;</td>
			<td>Invitrogen&#160;</td>
			<td>10977-023</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">SDF-1&#945;</td>
			<td>Prepared according to reference 8.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Syringe filter, PES membrane 0.22 um.&#160;&#160;&#160;</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLGP033RS</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Magnetic Micro Stirring Bars (2 x 7 mm)</td>
			<td>Fisher&#160;</td>
			<td>14-513-63</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glass vial Kit; SUN-SRi</td>
			<td>Fisher&#160;</td>
			<td>14-823-182</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Delsa Nano C Particle Analyzer&#160;</td>
			<td>Backman Coulter</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eppendorf UVette Cuvets</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>952010069</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">4&#8211;20% Mini-PROTEAN TGX Gel</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>456-1096</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">GelCode Blue Safe Protein Stain</td>
			<td>Fisher&#160;</td>
			<td>PI-24592</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Molecular Imager VersaDoc MP 4000 System</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>170-8640</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Corning Transwell Permeable Supports</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3421</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Accuri C6 Flow Cytometer</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dulbecco&#8217;s phosphate buffered saline&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D8537</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pyrogent plus kit</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>NC9753738</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and characterization of sdf-1&#945;-chitosan-dextran sulfate nanoparticles

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under appropriate conditions. The glycan nanoparticles are useful carriers for protein factors, which facilitate the in vivo delivery of the proteins and sustain their retention in the targeted tissue. The glycan polyelectrolyte complexes are also ideal for protein delivery, as the incorporation is carried out in aqueous solution, which reduces the likelihood of inactivation of the proteins. Proteins with a heparin-binding site adhere to dextran sulfate readily, and are, in turn, stabilized by the binding. These particles are also less inflammatory and toxic when delivered in vivo. In the protocol described below, SDF-1&#945; (Stromal cell-derived factor-1&#945;), a stem cell homing factor, is first mixed and incubated with dextran sulfate. Chitosan is added to the mixture to form polyelectrolyte complexes, followed by zinc sulfate to stabilize the complexes with zinc bridges. The resultant SDF-1&#945;-DS-CS particles are measured for size (diameter) and surface charge (zeta potential). The amount of the incorporated SDF-1&#945; is determined, followed by measurements of its in vitro release rate and its chemotactic activity in a particle-bound form.

פוטנציאל הגודל וzeta של חלקיקי SDF-1α-DS-CS מוכנים נקבעים עם מנתח חלקיקים. איור 1 מציג את הניתוח של מדידת הגודל. מהתוצאות שהתקבלו מcumulants ארבע מדידות חוזרות, הקוטר הידרודינמית הממוצע של חלקיקי SDF-1α-DS-CS הוא 661 ± 8.2 (ננומטר) וpolydispersity הוא 0.23 ± 0.02. התוצאה של מדידת פוטנציאל זטה מוצגת באיור 2. מחמש מדידות חוזרות, פוטנציאל זטה של חלקיקי SDF-1α-DS-CS הוא -24.8 ± 0.5 mV. כפי שצוין לעיל, הנוכחות של מניטול 5% בהשעית חלקיקי SDF-1α-DS-CS היא חיונית למניעה של הצטברות של חלקיקים בתהליך הקפאה והפשרה. איור 3 מציגה את מדידת הגודל של החלקיקים המרחפים במים וקפוא ב -80 ° C. שיא צבירה שונה גלוי לאחר הפשרה. AmoUNT של SDF-1α בחלקיקי SDF-1α-DS-CS מוערך על ידי ג&#39;ל אלקטרופורזה SDS. איור 4 א תערוכות ג&#39;ל Coomassie המוכתם כחול SDS עם סטנדרטים SDF-1α, ננו-חלקיקי DS-CS (חלקיקי שליטה ללא התאגדות SDF-1α , Ctrl NP) וננו-חלקיקי SDF-1α-DS-CS (SDF-1α NP) דגימות טעונות. עקומה סטנדרטית בנויה מניתוח הצפיפות של להקות SDF-1α סטנדרטיים (איור 4). חישוב מהעקומה סטנדרטית מצביע על כך שריכוז SDF-1α במדגם NP SDF-1α הוא 0.03 מ&quot;ג / מיליליטר (ממוצע של כפול). מאז הדילול של המדגם עם חיץ המדגם הוא (6 + 40) / 6, ריכוז המדגם המקורי הוא 0.23 מ&quot;ג / מיליליטר. כנפח הסופי של הכנת החלקיקים הוא 0.2 מיליליטר, SDF-1α כוללים בהשעיה הסופית הוא 0.046 מ&quot;ג. בהתחשב במסת הקלט של SDF-1α בתערובת התגובה היא 0.08 מ&quot;ג, יעילות המלכוד של SDF-1α בחלקיקי DS-CS הוא 57%. פִּתקָהOsan כבר דווח בעבר להכתים עם Coomassie הכחול. הצביעה, לעומת זאת, אינה משמעותית בג&#39;ל שמוצג באיור 4 א. הוא, אולי, קשור לכמות chitosan (מטריצת חלקיקים) הטעון על הג&#39;ל. בכל מקרה, ניתוק מוחלט והפרדה של SDF-1α ממטריצת החלקיקים הוא הכרחי עבור במדויק הערכת כמות החלבון המשולב. ג&#39;ל זה גם מראה שSDF-1α לא מושפל במובחן, על ידי חימום ב 100 מעלות צלזיוס במשך 10 דקות או על ידי תהליך המערבולת, כמו שאף להקות נמצאות בין להקת חלבון SDF-1α וחזית הצבע. במבחנה שיעור שחרורו של SDF-1α מהחלקיקים נקבע על ידי דגירה של החלקיקים ב- 50% D-PBS על 37 מעלות צלזיוס למשך 7 ימים. ב0 שעה, 3 שעות, 8 שעות, 24 שעות, 48 שעות, 7 ימים, aliquots של הדגימות יוסרו ומייד centrifuged. SDF-1α שוחררו (בsupernatant) מופרד מSD-מחויב החלקיקיםF-1α (גלולה). הדגימות מנוהלות על ג&#39;ל SDS, והסכום של SDF-1α בsupernatants וכדוריות נקבעות על ידי צביעת Coomassie וניתוח צפיפות. ג&#39;ל SDS אופייני לניתוח מוצג באיור 5. כפי שהודגם, SDF-1α מחויבות החלקיק הוא שוחרר מינימאלי לאחר דגירה 7 ימים. הפעילות של SDF-1α נכנסים החלקיקים נמדדה על ידי assay הגירה (assay chemotactic), ובהשוואה לזה של SDF-1α חופשיים. ב assay זה, SDF-1α בחלקיקי DS-CS הוא בדילול סדרתי עם חיץ הגירה, וטופחו עם תאי Jurkat עבור שעה 2. התאים נדדו נספרים עם cytometer זרימה. נתונים (עם ריכוזי SDF-1α של .05-11 ng ​​/ ml) הם זממו עם רגרסיה לא-ליניארי מתאים, וEC 50 מחושב. כפי שניתן לראות באיור 6, SDF-1α נכנסים החלקיקים מושרה באותה המידה של הגירה לזה של SDF-1 חינם ^5; בכל הריכוזים שנמדדו. EC 50 הערכים של הצורות חופשיות וכרוך חלקיקים של SDF-1α הם 0.55 ו0.45 ng / ml, בהתאמה. <img alt="איור 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52323/52323fig1large.jpg" width="500" /> איור 1. מסך ניתוח ירה מראה מדידת פיזור אור דינמית של גודל חלקיקים. שני פנלים העליונים להראות חלקות של פונקצית autocorrelation, G2 (τ), ולוגריתם של [G2 (τ) -1] לאורך הזמן. מעבד האותות הדיגיטליים של המכשיר (קורלטור) מבטא את עוצמת האור שזוהתה כפונקציה של זמן השהיה (τ). העלילה מראה כי חלקיקי SDF-1α-DS-CS גרמו דעיכה מעריכית של העצמה בין .2-2 msec. כדי להשיג את קבוע הדעיכה הממוצעת &lt;Γ&gt; <g> , תכנית מנתחת את Ln [G2 (τ) -1] עלילה עם cumulants ההולם. מקדם הסדר הראשון של דהמשוואת פולינום מבותקת מוקצה ל&lt; Γ&gt; <g> , באופן פרופורציונלי לשיפוע העקום. מקדם סדר השני מחולק בריבוע של &lt;Γ&gt; <g> הוא מדד polydispersity, המתאר את רוחב חלוקת עוצמת. מ&lt; Γ&gt; <g> מקדם הדיפוזיה הממוצע (&lt;D&gt; <d> ) וקוטר חלקיקים (ד) מחושב כ: Γ = D · q ו- D = k B T / 3πη 0 ד (משוואת סטוק-איינשטיין). שני פנלי האמצע להראות התנודות של קריאת הגודל במהלך מדידות הצטברות 70, והתפלגות הגודל מחושבת ביחס לעוצמת במדידה. Cumulants הקוטר ומדד polydispersity מוצגים בחלק התחתון של המסך. </d></g></g></g></g><img alt="איור 2" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52323/52323fig2large.jpg" width="500" /> 2. מסך ניתוח הדמות ירה מראה פיזור אור electrophoreticמדידה של פוטנציאל זטה חלקיקים. הפנל העליון מראה G2 (τ) על עלילת זמן. פונקצית נדנוד מתפוררת בהדרגה הוא ציין בדרך כלל בחלקיקים טעונים שחשופים לאלקטרופורזה ופיזור אור. הפונקציה משקפת את שינוי התדר (היסט דופלר) הנגרם על ידי החלקיקים שנעים בשדה החשמלי. שינוי פורייה של G2 (τ) נותן את ספקטרום הכח (עוצמה לעומת עלילת תדר) מוצג בפנל באמצע. מרכז שיא שינוי התדר מגדיר את הניידות של החלקיקים, שממנו פוטנציאל זטה מחושב. פוטנציאל זטה מחושב מוצג בחלק התחתון של המסך. <img alt="איור 3" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52323/52323fig3large.jpg" width="500" /> מדידת איור 3. חלקיקים בגודל של SDF-1 חלקיקי α-DS-CS לאחר ההקפאה והפשרה במים. בהיעדר מניטול, החלקיקים יוצרים aggregates לאחר הקפאה והפשרה. שים לב להיווצרות של עוצמה / שיא גודל נוסף והגידול בקוטר cumulants וpolydispersity בהשוואה לזה של איור 1. <img alt="איור 4" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52323/52323fig4large.jpg" width="400" /> צילום איור 4. כימות התאגדות SDF-1 α בחלקיקי DS-CS. (א) לג&#39;ל SDS הצבעוני Coomassie עמוס סטנדרטים SDF-1α חופשיים, ננו-חלקיקי DS-CS (Ctrl NP), וSDF-1α-DS- ננו-חלקיקי CS (SDF-1α NP) דגימות כפי שצוין. להקות חלבון SDF-1α וחזית צבע ג&#39;ל ריצה מסומנות. דגימות Ctrl NP אינן מוכתמות בCoomassie הכחול ולהקות chitosan (הרחבה) הן בקושי היה ניתן לראות. (ב) הלהקות מנותחות עם densitometer, שממנו העקומה סטנדרטית בנויה בסטנדרטים SDF-1α חופשיים (ממוצע של duplicate). הסכום של SDF-1α בחלקיקים מחושב נגד העקומה סטנדרטית, אשר נותנת ערך ממוצע של 0.3 מיקרוגרם / טוב (10 μl). <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/52323/52323fig5large.jpg" /> איור 5. ג&#39;ל SDS מראה SDF-1 α במבחנה כמובן זמן שחרור. Coomassie המוכתם ג&#39;ל SDS מציג את כמות SDF-1α שוחררו (בsupernatants) וSDF-1α כבול (בכדורים) לאחר הדגירה של SDF-1α-DS חלקיקי -CS על 37 מעלות צלזיוס למשך תקופות זמן שונות. הודפס מחדש באישור 9. <img alt="איור 6" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/52323/52323fig6large.jpg" width="300" /> 6. מנה תגובה עקום איור של α SDF-1 (עיגולים) וננו-חלקיקי SDF-1α (NP) (ריבועים) בassay נדידת תאי Jurkat. SDF-1α בשני חופשי וננו-חלקיקים קשורים לms הציג את אותה פעילות עם EC 50 ערכים של 0.55 ו0.45 ng / ml, בהתאמה. הודפס מחדש באישור 9.

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Characterization of SDF-1Î±-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles at JoVE.com

Preparation and Characterization of SDF-1&amp;#945;-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

The objective of this protocol is to incorporate SDF-1&#945;, a stem cell homing factor, into dextran sulfate-chitosan nanoparticles. The resultant particles are measured for their size and zeta potential, as well as the content, activity, and in vitro release rate of SDF-1&#945; from the nanoparticles.

הכנה ואפיון של SDF-1α-Chitosan-Dextran סולפט חלקיקים

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under ...

preparation-characterization-sdf-1-chitosan-dextran-sulfate

Google

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation and Characterization of SDF-1&#945;-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

12.3K Views.  Brigham and Women's Hospital and Harvard Medical School. The objective of this protocol is to incorporate SDF-1α, a stem cell homing factor, into dextran sulfate-chitosan nanoparticles. The resultant particles are measured for their size and zeta potential, as well as the content, activity, and in vitro release rate of SDF-1α from the nanoparticles.

Video: Preparation and Characterization of SDF-1&#945;-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle diameters ranging from 30-250 nm by varying the reaction conditions. Through the selection of a microwave compatible solvent, silicic acid precursor, catalyst, and microwave irradiation time, these microwave-assisted methods were capable of overcoming the previously reported shortcomings associated with synthesis of silica nanoparticles using microwave reactors. The siloxane precursor was hydrolyzed using the acid catalyst, HCl. Acetone, a low-tan &#948; solvent, mediates the condensation reactions and has minimal interaction with the electromagnetic field. Condensation reactions begin when the silicic acid precursor couples with the microwave radiation, leading to silica nanoparticle sol formation. The silica nanoparticles were characterized by dynamic light scattering data and scanning electron microscopy, which show the materials&#39; morphology and size to be dependent on the reaction conditions. Microwave-assisted reactions produce silica nanoparticles with roughened textured surfaces that are atypical for silica sols produced by St&#246;ber&#39;s methods, which have smooth surfaces.

Silica nanoparticles were prepared using acid-catalysis of a siloxane precursor and microwave-assisted synthetic techniques resulting in the controlled growth of nanomaterials ranging from 30-250 nm in diameter. The growth dynamics can be controlled by varying the initial silicic acid concentration, time of the reaction, and temperature of reaction.

הכנה של חלקיקי סיליקה באמצעות חומצה קטליזה בסיוע מיקרוגל

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Preparation and Characterization of Individual and Multi-drug Loaded Physically Entrapped Polymeric Micelles

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar concentration forming hydrophobic cores surrounded by hydrophilic shells in aqueous environments. The core of these micelles can be utilized to load hydrophobic, poorly water soluble drugs like docetaxel (DTX) and everolimus (EVR). Systematic characterization of the micelle structure and drug loading capabilities are important before in vitro and in vivo studies can be conducted. The goal of the protocol described herein is to provide the necessary characterization steps to achieve standardized micellar products. DTX and EVR have intrinsic solubilities of 1.9 and 9.6 &#181;g/ml respectively Preparation of these micelles can be achieved through solvent casting which increases the aqueous solubility of DTX and EVR to 1.86 and 1.85 mg/ml, respectively. Drug stability in micelles evaluated at room temperature over 48 hr indicates that 97% or more of the drugs are retained in solution. Micelle size was assessed using dynamic light scattering and indicated that the size of these micelles was below 50 nm and depended on the molecular weight of the polymer. Drug release from the micelles was assessed using dialysis under sink conditions at pH 7.4 at 37 oC over 48 hr. Curve fitting results indicate that drug release is driven by a first order process indicating that it is diffusion driven.

The goal of this protocol is to describe the preparation and characterization of physically entrapped, poorly water soluble drugs in micellar drug delivery systems composed of amphiphilic block copolymers.

הכנה ואפיון של פרט ורב-סמים נטענים בפח פיזי Micelles פולימרית

Amphiphilic block copolymers like polyethyleneglycol-block-polylactic acid (PEG-b-PLA) can self-assemble into micelles above their critical micellar ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large extinction coefficients which can be tuned across the visible spectrum. Research into the plasmonic enhancement of optical transitions has become popular, due to the possibility of altering and in some cases improving photo-absorption or emission properties of nearby chromophores such as molecular dyes or quantum dots. The electric field of the plasmon can couple with the excitation dipole of a chromophore, perturbing the electronic states involved in the transition and leading to increased absorption and emission rates. These enhancements can also be negated at close distances by energy transfer mechanism, making the spatial arrangement of the two species critical. Ultimately, enhancement of light harvesting efficiency in plasmonic solar cells could lead to thinner and, therefore, lower cost devices. The development of hybrid core/shell particles could offer a solution to this issue. The addition of a dielectric spacer between a gold nanoparticles and a chromophore is the proposed method to control the exciton plasmon coupling strength and thereby balance losses with the plasmonic gains. A detailed procedure for the coating of gold nanoparticles with CdS and ZnS semiconductor shells is presented. The nanoparticles show high uniformity with size control in both the core gold particles and shell species allowing for a more accurate investigation into the plasmonic enhancement of external chromophores.

The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

סינתזה, אפיון, ואת Functionalization של תקליטורים היברידי Au / ו Au / ZnS Core / Shell חלקיקים

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Sulfate Separation by Selective Crystallization with a Bis-iminoguanidinium Ligand

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, 1,4-benzene-bis(iminoguanidinium) (BBIG), is demonstrated. The ligand is synthesized as the chloride salt (BBIG-Cl) by in situ imine condensation of terephthalaldehyde with aminoguanidinium chloride in water, followed by crystallization as the sulfate salt (BBIG-SO4). Alternatively, BBIG-Cl is synthesized ex situ in larger scale from ethanol. The sulfate separation ability of the BBIG ligand is demonstrated by selective and quantitative crystallization of sulfate from seawater. The ligand can be recycled by neutralization of BBIG-SO4 with aqueous NaOH and crystallization of the neutral bis-iminoguanidine, which can be converted back into BBIG-Cl with aqueous HCl and reused in another separation cycle. Finally, 35S-labeled sulfate and &#946; liquid scintillation counting are employed for monitoring the sulfate concentration in solution. Overall, this protocol will instruct the user in the necessary skills to synthesize a ligand, employ it in the selective crystallization of sulfate from aqueous solutions, and quantify the separation efficiency.

A protocol for in situ aqueous synthesis of a bis(iminoguanidinium) ligand and its utilization in selective separation of sulfate is presented.

ההפרדה סולפט ידי סלקטיבי התגבשות עם ליגנד Bis-iminoguanidinium

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, ...

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance imaging (MRI). Their purpose is to enhance the relaxation rate of water protons in tissue, thus increasing the MR image contrast and the specificity of the MRI measurements. Current clinically approved contrast agents are low molecular weight molecules that are rapidly cleared from the body. The use of dendrimers as carriers of paramagnetic chelators can play an important role in the future development of more efficient MRI contrast agents. Specifically, the increase in local concentration of the paramagnetic species results in a higher signal contrast. Furthermore, this CA provides a longer tissue retention time due to its high molecular weight and size. Here, we demonstrate a convenient procedure for the preparation of macromolecular MRI contrast agents based on poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers with monomacrocyclic DOTA-type chelators (DOTA &#8211; 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetate). The chelating unit was appended by exploiting the reactivity of the isothiocyanate (NCS) group towards the amine surface groups of the PAMAM dendrimer to form thiourea bridges. Dendrimeric products were purified and analyzed by means of nuclear magnetic resonance spectroscopy, mass spectrometry, and elemental analysis. Finally, high resolution MR images were recorded and the signal contrasts obtained from the prepared dendrimeric and the commercially available monomeric agents were compared.

Preparation and In Vitro Characterization of Dendrimer-based Contrast Agents for Magnetic Resonance Imaging

This protocol describes the preparation and characterization of a dendrimeric magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent that carries cyclen-based macrocyclic chelates coordinating paramagnetic gadolinium ions. In a series of MRI experiments in vitro, this agent produced an amplified MRI signal when compared to the commercially available monomeric analogue.

הכנה<em&gt; במבחנה</em&gt; אפיון חומרי ניגוד מבוססי dendrimer עבור דימות תהודה מגנטית

Paramagnetic complexes of gadolinium(III) with acyclic or macrocyclic chelates are the most commonly used contrast agents (CAs) for magnetic resonance ...

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We present methods for depositing and passively manipulating C60 molecules on rippled graphene that advance the pursuit of realizing applications involving 1D C60/graphene hybrid structures. The techniques applied in this exposition are geared towards high vacuum systems with preparation areas capable of supporting molecular deposition as well as thermal annealing of the samples. We focus on C60 deposition at low pressure using a homemade Knudsen cell connected to a scanning tunneling microscopy (STM) system. The number of molecules deposited is regulated by controlling the temperature of the Knudsen cell and the deposition time. One-dimensional (1D) C60 chain structures with widths of two to three molecules can be prepared via tuning of the experimental conditions. The surface mobility of the C60 molecules increases with annealing temperature allowing them to move within the periodic potential of the rippled graphene. Using this mechanism, it is possible to control the transition of 1D C60 chain structures to a hexagonal close packed quasi-1D stripe structure.

Preparation and Characterization of C60/Graphene Hybrid Nanostructures

Here we present a protocol for the fabrication of C60/graphene hybrid nanostructures by physical thermal evaporation. Particularly, the proper manipulation of deposition and annealing conditions allow the control over the creation of 1D and quasi 1D C60 structures on rippled graphene.

הכנה ואפיון של C60/Graphene היברידית Nanostructures

Physical thermal deposition in a high vacuum environment is a clean and controllable method for fabricating novel molecular nanostructures on graphene. We ...

Ligand-Mediated Nucleation and Growth of Palladium Metal Nanoparticles

The size, size distribution and stability of colloidal nanoparticles are greatly affected by the presence of capping ligands. Despite the key contribution of capping ligands during the synthesis reaction, their role in regulating the nucleation and growth rates of colloidal nanoparticles is not well understood. In this work, we demonstrate a mechanistic investigation of the role of trioctylphosphine (TOP) in Pd nanoparticles in different solvents (toluene and pyridine) using in situ SAXS and ligand-based kinetic modeling. Our results under different synthetic conditions reveal the overlap of nucleation and growth of Pd nanoparticles during the reaction, which contradicts the LaMer-type nucleation and growth model. The model accounts for the kinetics of Pd-TOP binding for both, the precursor and the particle surface, which is essential to capture the size evolution as well as the concentration of particles in situ. In addition, we illustrate the predictive power of our ligand-based model through designing the synthetic conditions to obtain nanoparticles with desired sizes. The proposed methodology can be applied to other synthesis systems and therefore serves as an effective strategy for predictive synthesis of colloidal nanoparticles.

The main goal of this work is to elucidate the role of capping agents in regulating the size of palladium nanoparticles by combining in situ small angle x-ray scattering (SAXS) and ligand-based kinetic modeling.

התגרענות בתיווך ליגנד והצמיחה של חלקיקי מתכת פלדיום

The size, size distribution and stability of colloidal nanoparticles are greatly affected by the presence of capping ligands. Despite the key contribution ...

High Resolution Physical Characterization of Single Metallic Nanoparticles

Individual molecules can be detected and characterized by measuring the degree by which they reduce the ionic current flowing through a single nanometer-scale pore. The signal is characteristic of the molecule&#39;s physicochemical properties and its interactions with the pore. We demonstrate that the nanopore formed by the bacterial protein exotoxin Staphylococcus aureus alpha hemolysin (&#945;HL) can detect polyoxometalates (POMs, anionic metal oxygen clusters), at the single molecule limit. Moreover, multiple degradation products of 12-phosphotungstic acid POM (PTA, H3PW12O40) in solution are simultaneously measured. The single molecule sensitivity of the nanopore method allows for POMs to be characterized at significantly lower concentrations than required for nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. This technique could serve as a new tool for chemists to study the molecular properties of polyoxometalates or other metallic clusters, to better understand POM synthetic processes, and possibly improve their yield. Hypothetically, the location of a given atom, or the rotation of a fragment in the molecule, and the metal oxidation state could be investigated with this method. In addition, this new technique has the advantage of allowing the real-time monitoring of molecules in solution.&#160;

Here, we present a protocol to detect discrete metal oxygen clusters, polyoxometalates (POMs), at the single molecule limit using a biological nanopore-based electronic platform. The method provides a complementary approach to traditional analytical chemistry tools used in the study of these molecules.

אפיון פיסי ברזולוציה גבוהה של חלקיקים מתכתיים בודדים

Individual molecules can be detected and characterized by measuring the degree by which they reduce the ionic current flowing through a single ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of their interactions with cell membranes, lipid bilayers, and viruses. The hydrophilic ligands make these particles colloidally stable in aqueous solutions and the combination with hydrophobic ligands creates an amphiphilic particle that can be loaded with hydrophobic drugs, fuse with the lipid membranes, and resist nonspecific protein adsorption. Many of these properties depend on nanoparticle size and the composition of the ligand shell. It is, therefore, crucial to have a reproducible synthetic method and reliable characterization techniques that allow the determination of nanoparticle properties and the ligand shell composition. Here, a one-phase chemical reduction, followed by a thorough purification to synthesize these nanoparticles with diameters below 5 nm, is presented. The ratio between the two ligands on the surface of the nanoparticle can be tuned through their stoichiometric ratio used during synthesis. We demonstrate how various routine techniques, such as transmission electron microscopy (TEM), nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrometry, are combined to comprehensively characterize the physicochemical parameters of the nanoparticles.

Amphiphilic gold nanoparticles can be used in many biological applications. A protocol to synthesize gold nanoparticles coated by a binary mixture of ligands and a detailed characterization of these particles is presented.

סינתזה ואפיון חלקיקי זהב אמפיפילי

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...