סינתזה של הידרוג'ל דבק חזק, ג'לטין O-Nitrosobenzaldehyde

הפרוטוקול שלנו מתאר בפירוט את הסינתזה של הידרוג'ל דביק חדש, ג'לטין o-nitrosobenzaldehyde. זה בעיקר לפתור את הבעיה של איך למקסם את הידבקות של הידרוג'ל. בטכנולוגיה שלנו, קבוצות כימיות במימן משתנות, ובכך יש פעילות של תגובה כימית עם קבוצות כימיות על פני רקמת בעלי חיים כדי להשיג כיפוף קרוב ותשומת לב.

המוצר המסונתז על ידי הטכניקה שלנו יכול לשמור על תשומת לב חזקה לטווח ארוך על פני השטח של רקמות בעלי החיים, ובכך לקדם ביעילות תיקון נזק והתחדשות רקמות. שיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי רפואה רגנרטיבית, כולל נזק במערכות ביולוגיות. דיווחנו בעבר על יישום מוצרים המסונתזים בשיטה זו בפגיעה בקרנית ו- IBD.

כדי להתחיל, ממיסים את התרכובות המוכנות כמתואר בכתב היד ב-40 מיליליטר של N, N-dimethylformamide, ומערבבים בטמפרטורת הסביבה במשך 16 שעות. לאחר מכן להוסיף 200 מיליליטר של אפס מעלות צלזיוס מים לתערובת לזרז את התערובת כדי לקבל את המוצר הגולמי. שוב ושוב להמיס את המוצר הגולמי N, N-dimethylformamide ולאחר מכן לזרז במשך חמישה מחזורים.

לאחר זירוז המוצר הגולמי, יבש אותו ב 80 מעלות צלזיוס במשך שעתיים כדי לקבל את המוצר המוקדם. בצע את החלפת ipso של מתיל 4-butanoic חומצה מתיל אסטר על ידי הוספת 9.4 גרם של מתיל 4-butanoate באיטיות לתמיסה מראש קירור של 70% חומצה חנקתית וערבוב במינוס שתי מעלות צלזיוס במשך שלוש שעות. ואז לזרז את התערובת.

סנן עם 200 מיליליטר של אפס מעלות צלזיוס מים לטהר אותו N, N-dimethylformamide כדי לזרז מוצר מוצק. הידרוליזה של המוצר המוצק בחומצה טריפלואורואצטית ב 90 מעלות צלזיוס ומניחים אותו במאייד סיבובי לפני ייבוש בתנור. לאחר המסת מוצר ביניים tetrahydrofuran, להוסיף 1.43 גרם של בורוהידריד נתרן לאט באפס מעלות צלזיוס.

לאחר שלוש שעות, הסר את כל הממסים תחת ואקום והשהה את השאריות בתמיסת מים/דיכלורומתאן אחד-על-אחד. מכינים דיכלורומתאן למיצוי המוצר מהשכבה המימית תוך הסרת השכבה האורגנית ומייבשים מעל מגנזיום גופרתי. לאחר מכן לטהר את המוצר הגולמי על ידי כרומטוגרפיית עמוד ג'ל סיליקה באמצעות מתנול dichloromethane ביחס של 10:1.

לבסוף, להשיג 5.31 גרם של אבקה צהבהב טהור יחסית NB carboxy. הכן תמיסת ג'לטין הומוגנית על ידי המסת חמישה גרם של ג'לטין ב 100 מיליליטר של מים deionized ומאוחסן ב 37 מעלות צלזיוס עבור אצווה אחת של שינוי. לאחר הגדרת יחס ההזנה כמתואר בכתב היד, יש להמיס 1, 060 מיליגרם של קרבוקסי NB בחמישה מיליליטר של דימתיל סולפוקסיד.

כדי להפעיל את קבוצות הקרבוקסיל של קרבוקסי NB, הוסף 746 מיליגרם של 1-3-אתילקרבודימיד הידרוכלוריד לתמיסת NB carboxy methylsulfoxide וערבב במשך חמש דקות. לאחר 1-3-ethylcarbodimide hydrochloride התמוסס, להוסיף 448 מיליגרם של N-hydroxysuccinimide ולערבב במשך חמש דקות. השתמש במשפך טיפה כדי לזרוק באיטיות את התערובת בקצב של 0.5 מיליליטר לדקה לתוך תמיסת הג'לטין המומס עם ערבוב נמרץ להגיב ב 45 מעלות צלזיוס במשך ארבע שעות.

לאחר שחיינו את תמיסת הג'לטין NB כנגד עודפי מים שעברו דה-יוניזציה במשך שלושה ימים לפחות, אספו, הקפיאו והפכו אותה לליופילית כדי לקבל את קצפי הג'לטין-NB. יש לשמור את הקצף בייבוש בחושך לשימוש נוסף. יש להמיס את קצפי הג'לטין-NB היבשים בהקפאה במים נטולי יונים, בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס מיד לפני השימוש.

התקבלו תמונות SEM של משטח הקרנית הפגוע ג'לטין וציפוי חלבון ג'לטין-NB-4 המטופל משטח הקרנית, המראות כי המורפולוגיה של חלבון ג'לטין-NB-4 יציב נצמדת לפני השטח של הקרנית. עם זאת, משטח קרנית פצוע שטופל בכלום או בג'לטין נראה חלק. תמונות פלואורסצנטיות של משטח המעי הגס של עכברים המסומנות על ידי ג'לטין וציפוי מולקולרי של ג'לטין-NB מראות כי לג'לטין-NB המסומן באופן פלואורסצנטי יש את היכולת להיצמד לרקמת המעי וליצור ציפוי צפוף.

עם זאת, עוצמת הפלואורסצנטיות של קבוצת הג'לטין חלשה מאוד, מה שמעיד על כך שהיא אינה נצמדת היטב לדופן המעי. התמונות הפלואורסצנטיות של התווית ג'לטין ולוחות הציפוי המולקולרי המטופלים בג'לטין-NB באפס ו-24 שעות מראות כי שניהם יכולים להיצמד בתחילה לצלחת. לאחר מזיגת PBS והחלפת הצלחת כל ארבע שעות במשך 24 שעות, רק ג'לטין-NB שומר על פלואורסצנטיות חזקה, מה שמעיד על כך שהוא נצמד חזק.

ספקטרוסקופיית פוטונים בקרני רנטגן של קשר ג'לטין-NB-4 הראתה כי הספקטרום של משטח הקרנית ומשטח שטופל בג'לטין זהים. עם זאת, שיא נוסף מופיע ב 400 אלקטרון וולט, המציין היווצרות של קשרים CN רבים ברקמה לאחר טיפול עם UV מופעל ג'לטין-NB. הדבר החשוב ביותר לזכור הוא שבעת סינתזה של ג'לטין-NB בתנאי יישום שונים, יש צורך להגדיר שיפוע FR לפני הניסוי כדי לחקור את אפקט הקשב הטוב ביותר.

טכניקה זו עשויה לסלול את הדרך לפיתוח רפואה ביוסינתטית ורגנרטיבית. חוקרים יכולים להתייחס לסרטון כדי לשנות את הקבוצה כדי לענות על הצרכים הביו-רפואיים.