This work was supported by the Experiment Station Chemical Laboratories of the University of Missouri, and by the Cystic Fibrosis Association of Missouri.

Glycomonomer 2-Lactobionamidoethylメタクリルアミドの1合成<ol><li>無水メタノール3.0mlの中にラクトビオン酸2gを溶解し、ゆっくりと溶液がちょうど曇っなるまで滴下様式で無水エタノールを追加し、その後、回転蒸発を介して溶媒を除去。 </li><li>もう一度、ゆっくりとその後回転蒸発を介して溶剤を蒸発させる、ちょうど曇っまで無水エタノールを追加し、無水メタノール3.0ミリリットルでは、ステップ1.1から、残留物を溶解し。ラクトビオノ-1,5-ラクトン（1.94グラム、98％収率）を得た。この手順を3回繰り返します。この製品は、次の反応に使用されるのに十分な純度です。 </li><li> Nにメタノール3.0ミリリットルにラクトビオ1.0gの追加- （2-アミノエチル）メタクリルアミド（AEMA、0.58グラム）と、ヒドロキノンモノメチルエーテル（MEHQ、1.0 mg）を、自己重合の阻害剤、メタノール2.0mlの中で、続いてトリエチルアミン1.0mlのこともできます。 48時間室温で撹拌しました。 </li><li>脱イオンH 2 Oの20ミリリットル（DH 2を追加します。 </その後、反応フラスコにサブ&gt; O）、回転蒸発を介して乾燥するまで蒸発させることにより、メタノール、無料のトリエチルアミンを削除します。 </li><li> MEHQの1.0 mgの受信ビーカーに- （X 20ミリメートルの形、10ミリメートルOH）、残りのラクトビオン酸を除去するのdH 2 Oの20ミリリットルを追加するには、陰イオン交換カラムに通して、水溶液を通過させます。 </li><li>回転蒸発を介して乾燥するまで蒸発させることによって、ステップ1.5で作製し、トリエチルアミンを削除します。 </li><li>のdH 2 Oの20ミリリットルを追加し、何のニンヒドリン反応性物質が検出されなくなるまで、ゆっくりと陽イオン交換樹脂（H +型）の1mgのアリコートを添加することにより、未反応のAEMAを削除します。エタノール溶液中の2％ニンヒドリンでプレートを噴霧次に、薄層クロマトグラフィープレートに適用し、各樹脂の添加後、溶液の1μlのアリコートを取ることによって除去を監視します。プレートは1分間、90℃に加熱されたときに、深い青色が発達することが観察されていない場合、エンドポイントに到達しました。 </li><lI&gt;、フリットガラス漏斗を通して溶液を濾過試験管にろ液を移す、-80℃でサンプルを凍結し、その後凍結乾燥。 </li><li>最少量のメタノールに凍結乾燥物質を溶解することによりサンプルからMEHQを削除（〜0.5mL）を、冷無水アセトンを追加し（-20°C、15mL）で生成物を沈殿させます。その後、オフホワイトの粉末（0.94グラム、68％収率）として2- lactobionamidoethylメタクリルアミド（LAEMA）を得、真空下でデシケーター中で沈殿物を乾燥、フリットガラス漏斗を用いて濾過することにより沈殿物を収集します。この製品は、次の反応に使用されるのに十分な純度です。 </li></ol>モノマー2-Gluconamidoethylメタクリルアミドの合成2。 注：ペンダント糖を持たない2 gluconamidoethylメタクリルアミドの調製（GAEMA）は、公開された方法から適応させた15。 <ol><li>溶液に、メタノール10mlに溶解しAEMAの2.0グラムを追加します。30mlのメタノール中のD-グルコノラクトン（1.6グラム）のと、攪拌しながら、ゆっくりとトリエチルアミン1.6ミリリットルを追加します。 </li><li> 24時間室温で反応を撹拌しました。 </li><li>フリットガラス漏斗を用いて、沈殿した生成物を濾過し、乾燥アセトン10mlで洗浄し、その後、10ミリリットルのイソプロパノールのそれぞれに沈殿物を3回すすいでください。真空下でデシケーター中に沈殿した生成物を乾燥させます。 </li></ol> 3. R​​AFT糖鎖高分子の合成<ol><li>商業N中に存在する阻害剤のMEHQ削除するには- （2-ヒドロキシエチル）アクリルアミド（HEAA）を、酸化アルミニウムナノ粒子を0.5gを添加することにより、続いて2ミリリットルのマイクロチューブにHEAAの1ミリリットルを追加します。 30秒間300×gでチューブを遠心し、次の反応に上層HEAAを使用しています。 </li><li>慎重LAEMAの32.8 mgの（70.0マイクロモル）、AEMA 1.7mgの（10.5マイクロモル）とHEAA（270マイクロモル）の27.5μlを添加、すべては、このように、よく洗浄1ミリリットルのシュレンク管に、のdH 2 Oを0.4ミリリットルに溶解しますmonomを持ちます3：77 20のERモル比。 </li><li>並行反応では、任意のペンダント糖を有さない対照ポリマーを製造するために、ステップ3.2においてLAEMAを使用する代わりに、反応にGAEMA 21.4ミリグラム（70.0マイクロモル）を置き換えます。 </li><li>それぞれのシュレンク管（ すなわち 、3.2または3.3）に、順次（4-シアノペンタン酸）の0.53 mgのDMF50μlの-4-ジチオ（1.9マイクロモル、RAFT剤）、および250μgのを含むDMF50μlのを追加4,4&#39;-アゾビス（4-シアノ吉草酸）（0.9マイクロモル、開始剤）。そっと指タッピングによって混合します。 </li><li>シュレンク管に含まれるコンテンツのドライアイスを使用する凍結：エタノール浴を（エタノール100ml中の75グラムドライアイス）を、10〜50ミリトールの範囲内に真空を適用し、その後、シュレンク弁を​​閉じ、ゆっくりとRTに解凍するためのソリューションを可能にします。さらに2回、この凍結避難融解サイクルを繰り返します。すべての試薬は、最後の雪解け後に溶解されていることを確認します。 </li><li>密閉可能なプラスチック製のBAにシュレンク管を配置Gは、袋の空気を排気し、それを密封します。 70℃に予熱した水浴にシュレンク管の入った袋を移し、24時間インキュベートします。 </li><li>慎重に準備透析バッグ（MWCO = 3,500）にシュレンク管にソリューションを転送し、最初の8時間のdH 2 Oを毎時間の変更、24時間のdH 2 O（10×2 L）に対して透析。透析後、試験管に透析チューブからのサンプルを転送-80℃でサンプルを凍結し、それを凍結乾燥。 </li></ol>注：得られた統計的ポリメタクリルアミド/アクリルアミド（ステップ3.3から）（ステップ3.2から）ペンダント4- O-β-D-ガラクトピラノシル-D-グルコンアミド（ラクト）またはD-グルコンを含む（PMA）コポリマー、それぞれ、得られました。説明の便宜上、これらの二つのグリコはそれぞれ、PMA-LAEMAとPMA-GAEMAと略記されています。 4.フルオロフォアでグリコのポスト変更</P&gt; <ol><li>それぞれ、リン酸緩衝生理食塩水（PBS、0.1Mリン酸ナトリウム、0.15 MのNaCl、pH7.5）を0.9 ml中に第一級アミン官能基の〜0.9マイクロモル含有グリコPMA-LAEMAまたはPMA-GAEMAの5.0 mgの溶解。 </li><li>急速攪拌しながら徐々にソリューションにDMF100μlのカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル0.6 mgの追加。ゆっくり室温で暗所で16時間反応をかき混ぜます。 </li><li>光から保護しながら、準備された透析チューブ（MWCO = 3,500）に試料をロードし、透析液を最初の8時間ごとに時間を変更し、16時間のdH 2 O（2 L）に対して透析。透析後、試験管に透析チューブからのサンプルを転送-80℃でサンプルを凍結し、それを凍結乾燥。 </li></ol>注：以下の凍結乾燥、蛍光グリコPMA-LAEMAフルオレセインおよびPMA-GAEMAフルオレセインをそれぞれ得ます。 グリシンの5キャラクタリゼーション共重合体<ol><li>数平均分子量（M n）、重量平均分子量（M w） を 、ゲル浸透クロマトグラフィー（GPC）ソフトウェア、GPCを備えた商業的HPLCシステム上のグリコの分散度（M w / M n） を決定します0.6ミリリットル/分で14の流速で溶離液として0.1 Mトリス/ 0.1 M塩化ナトリウム緩衝液（pH 7）を使用して、目的の分子量、及び屈折率検出器、適したカラム。 （：200-1,200,000 /モルMW）分子量標準としてポリエチレングリコール標準を使用してください。 </li><li>グリコ16内の第一級アミン官能基の実際の濃度を定量化します。発表された方法17に従って合成グリコの総炭水化物含有量を分析します。 </li><li> NMR分光法14でD 2 OにglycomonomersのLAEMA、GAEMAとグリコPMA-LAEMA、PMA-GAEMAの構造組成と純度のテストを実行。 </li></ol>レクチンコーティングされたアガロースビーズを有する合成グリコの6結合試験<ol><li> 1分間300×gでアメリカデイゴレクチン（ECL）でコーティングされたアガロースビーズの懸濁液、遠心分離機の50μlにPBS 1.5mlのを追加し、慎重に取り外し、上清を処分。このステップを2回繰り返し、その後、PBS 0.5mlの中でビーズを再懸濁します。 </li><li>室温で1時間、ビーズ懸濁液にPBSの6μlのPMA-LAEMAフルオレセインまたはPMA-GAEMAフルオレセイン（ネガティブコントロール）の3μgのを追加し、混合物をインキュベート、暗所で。 </li><li> 0.2mlのPBSでPBSで3回、再懸濁ビーズを1.5 mlの混合物を洗います。 、免疫蛍光顕微鏡スライド（テフロンコート）のウェルに一定分量（4μl）をロードし、カバースリップでカバーし、FITCフィルターを使用して、蛍光顕微鏡により観察（励起波長：467から498 nmの発光波長：513- 566 nm）であり、tの結合を調べるために10倍の対物レンズ彼はビーズ14とグリコが ​​蛍光性。 </li></ol>

<ol>
	<li>Scharfman, 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=Pseudomonas+aeruginosa+binds+to+neoglycoconjugates+bearing+mucin+carbohydrate+determinants+and+predominantly+to+sialyl-Lewis+x+conjugates.">Pseudomonas aeruginosa binds to neoglycoconjugates bearing mucin carbohydrate determinants and predominantly to sialyl-Lewis x conjugates.</a> Glycobiology. 9 (8), 757-764 (1999).</li><li>Song, 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=In+vivo+targeting+of+alveolar+macrophages+via+RAFT-based+glycopolymers.">In vivo targeting of alveolar macrophages via RAFT-based glycopolymers.</a> Biomaterials. 33 (28), 6889-6897 (2012).</li><li>Wolfenden, M. L., Cloninger, M. J., Wang, B., Boons, G. .. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+14.+Multivalency+in+carbohydrate+binding.">Chapter 14. Multivalency in carbohydrate binding.</a> Carbohydrate Recognition: Biological Problems, Methods, and Applications. , 349-370 (2011).</li><li>Moad, G., Rizzardo, E., Thang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radical+addition-fragmentation+chemistry+in+polymer+synthesis.">Radical addition-fragmentation chemistry in polymer synthesis.</a> Polymer. 49 (5), 1079-1131 (2007).</li><li>Spain, S. G., Gibson, M. I., Cameron, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+the+synthesis+of+well-defined+glycopolymers.">Recent advances in the synthesis of well-defined glycopolymers.</a> J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 45 (11), 2059-2072 (2007).</li><li>Bernard, J., Hao, X., Davis, T. P., Barner-Kowollik, C., Stenzel, M. H. <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+various+glycopolymer+architectures+via+RAFT+polymerization:+From+block+copolymers+to+stars.">Synthesis of various glycopolymer architectures via RAFT polymerization: From block copolymers to stars.</a> Biomacromolecules. 7 (1), 232-238 (2006).</li><li>Bulmus, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RAFT+polymerization+mediated+bioconjugation+strategies.">RAFT polymerization mediated bioconjugation strategies.</a> Polym. Chem. 2, 1463-1472 (2011).</li><li>Ting, S. R. S., Chen, G., Stenzel, M. H. <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+glycopolymers+and+their+multivalent+recognitions+with+lectins.">Synthesis of glycopolymers and their multivalent recognitions with lectins.</a> Polymer Chemistry. 1, 1392-1412 (2010).</li><li>Vazquez-Dorbatt, V., Lee, J., Lin, E. W., Maynard, H. D. <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+glycopolymers+by+controlled+radical+polymerization+techniques+and+their+applications.">Synthesis of glycopolymers by controlled radical polymerization techniques and their applications.</a> Chembiochem. 13, 2478-2487 (2012).</li><li>Jiang, X., Ahmed, M., Deng, Z., Narain, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biotinylated+glyco-functionalized+quantum+dots:+Synthesis,+characterization,+and+cytotoxicity+studies.">Biotinylated glyco-functionalized quantum dots: Synthesis, characterization, and cytotoxicity studies.</a> Bioconjugate Chem. 20 (5), 994-1001 (2009).</li><li>Deng, Z., Li, S., Jiang, X., Narain, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Well-defined+galactose-containing+multi-functional+copolymers+and+glyconanoparticles+for+biomolecular+recognition+processes.">Well-defined galactose-containing multi-functional copolymers and glyconanoparticles for biomolecular recognition processes.</a> Macromolecules. 42 (17), 6393-6405 (2009).</li><li>Qin, Z., 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=Galactosylated+N-2-hydroxypropyl+methacrylamide-b-N-3-guanidinopropyl+methacrylamide+block+copolymers+as+hepatocyte-targeting+gene+carriers.">Galactosylated N-2-hydroxypropyl methacrylamide-b-N-3-guanidinopropyl methacrylamide block copolymers as hepatocyte-targeting gene carriers.</a> Bioconjugate Chem. 22 (8), 1503-1512 (2011).</li><li>Albertin, L., Wolnik, A., Ghadban, A., Dubreuil, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aqueous+RAFT+polymerization+of+N-acryloylmorpholine,+synthesis+of+an+ABA+triblock+glycopolymer+and+study+of+its+self-association+behavior.">Aqueous RAFT polymerization of N-acryloylmorpholine, synthesis of an ABA triblock glycopolymer and study of its self-association behavior.</a> Macromol. Chem. Phys. 213 (17), 1768-1782 (2012).</li><li>Wang, W., Chance, D. L., Mossine, V. V., Mawhinney, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RAFT-based+tri-component+fluorescent+glycopolymers:+synthesis,+characterization+and+application+in+lectin-mediated+bacterial+binding+study.">RAFT-based tri-component fluorescent glycopolymers: synthesis, characterization and application in lectin-mediated bacterial binding study.</a> Glycoconj. J. 31 (2), 133-143 (2014).</li><li>Deng, Z., Ahmed, M., Narain, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+well-defined+glycopolymers+synthesized+via+the+reversible+addition+fragmentation+chain+transfer+process+in+aqueous+media.">Novel well-defined glycopolymers synthesized via the reversible addition fragmentation chain transfer process in aqueous media.</a> J. Polymer Sci. Part A: Polym. Chem. 47 (2), 614-627 (2009).</li><li>Noel, S., Liberelle, B., Robitaille, L., De Crescenzo, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+primary+amine+groups+available+for+subsequent+biofunctionalization+of+polymer+surfaces.">Quantification of primary amine groups available for subsequent biofunctionalization of polymer surfaces.</a> Bioconjugate Chem. 22 (8), 1690-1699 (2011).</li><li>Fox, A., Morgan, S. L., Gilbart, J., Biermann, C. J., McGinnis, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+alditol+acetates+and+their+analysis+by+gas+chromatography+(GC)+and+mass+spectrometry+(MS).">Preparation of alditol acetates and their analysis by gas chromatography (GC) and mass spectrometry (MS).</a> Analysis of Carbohydrates by GLC and MS. , 87-170 (1989).</li><li>Thomas, D. B., 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=Kinetics+and+molecular+weight+control+of+the+polymerization+of+acrylamide+via+RAFT.">Kinetics and molecular weight control of the polymerization of acrylamide via RAFT.</a> Macromolecules. 37 (24), 8941-8950 (2004).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

RAFTベースのトライコンポーネント蛍光ペンダント炭水化物とないグリコ、およびレクチン結合試験におけるそれらの使用のための容易で効率的なプロトコルは、本報告書で示されています。プロトコルはglycomonomers LAEMAとGAEMAの準備から始まります。ワンステップRAFT制御共重合により、再現可能な収率、予測可能なモノマー組成及び低分散を有するグリコが得られます。カルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステルとグリコの後変性後、得られたそれぞれの蛍光標識糖鎖高分子の結合は、レクチン結合特異性のために容易にテスト可能です。 その後の糖鎖高分子の合成に使用することになっているglycomonomersの初期取ステップでは、容易に入手可能ラクトビオン酸及びグルコノラクトンを利用しました。理論的には、目的の任意の炭水化物は、複合オリゴ糖の単糖から、converteすることができますグルコースのC6の第一級ヒドロキシル基に目的糖を結合させることによりglycomonomersにD。還元グルコース残基の酸化、及びラクトンへのその後の脱水後、次いで、生成物を容易に対応glycomonomerを形成するAEMA上の第一級アミンと反応させることができます。この経路のさらなる例は、最近の報告14に見ることができます。これは、任意の重合工程を開始する前に、MEHQ、強力な重合禁止​​剤は、使用直前にすべてのモノマーとglycomonomer調製物から除去しなければならないことに留意すべきです。これは、容易にMEHQが直ちに高収率で阻害剤を含まない生成物を沈殿させ、-20℃でアセトンで扱っ保有glycomonomerを溶解し、メタノールの最小量を使用することによって達成されます。 任意のラジカル重合方式に不可欠な、詳細及びモノマー純度に注意が強調されています。 RAFT重合系の典型的なように、で構成されラジカル源、RAFT試薬、モノマーおよび溶剤。この可視化のプレゼンテーションでは、単一ステップRAFT重合系は、水溶液中に三つの異なるモノマーを有する反応混合物から生成された統計的コポリマーの製造に焦点を当てたことが記載されています。二つの独立したRAFT媒介反応は一つのペンダントを持ってglycomonomerを利用するに提示され、結合しない炭水化物残基を有するポリオールを有する、炭水化物末端（ すなわち、β-D-ガラクトース）、および他の非還元。両方RAFT媒介性の反応に共通するスペーサー分子として機能する単一のヒドロキシル基を有する単量体であった、もう一つはアミノ反応性フルオロフォア後修飾のための遊離アミンを有します。 反応混合物を環境中の酸素の存在が、RAFT媒介重合に有害であるので、レベルを追跡するためにその除去を容易にいくつかの凍結EVAを介して達成されますcuate融解サイクル、高真空下でシュレンク管反応容器を維持しつつ。 これは、必要に応じて、反応中の異なるモノマーのモル比を調整することができることに留意すべきです。また、使用されるRAFT剤の量を変えることにより、得られるポリマーの長さは、18を制御することができます。しかし、イニシエータにRAFT剤のモル比は、常に製品の低分散性を確保するために、2つ以上でなければなりません。これらの条件下では、共重合の進化は、安定であり、反応の再現性は非常に高いです。すなわち、一つは、それらの異なる重合速度に、統計コポリマー内のすべての参加のモノマーの完全均一な分布を求めることはほとんどありません、と述べています。ポリマー内の異なるモノマーの分布を特徴付けることはまだ非常に困難です。 修正後の方法は、ここに提示、両方簡単でよりamenablです他のプロトコルと比較して、蛍光標識の広い選択を使用する電子は、グリコ2,11を標識するために適用されます。これらは、水溶性アミン反応性フルオロフォア、量子ドット、ビオチン、およびその他の多くを含むであろう。合成された、標識されたグリコの結合特異性は、容易に検証可能な既知の結合親和性を有するレクチンを使用しています。何のペンダント糖を保有しないPMA-GAEMAは、適切なネガティブコントロールです。この経路を介して調製異なる蛍光標識を有するグリコ正常レクチン媒介細菌14を結合研究に使用されています。提示されているように、統計的な蛍光グリコのこの容易かつ効率的な準備がglycobiological研究の多種多様に大きな可能性を提供する必要があります。

過去20年間では、合成グリコとの研究は、レクチン認識1-3を処理するに焦点を当てて研究を含む感染性のメカニズムを調べることに大きな可能性を実証し、ゆっくりではあるが継続的な発展を遂げてきました。多価の糖部分を有する合成グリコが ​​はるかに高いレクチン結合効能を発揮するので、一価の炭水化物と比較して、それらは糖鎖生物学の分野3で大きな需要です。臨床研究において特に興味深いのは、ヒトの呼吸器細胞表面および粘液糖タンパク質上で利用可能な炭水化物とレクチン結合によって媒介される細菌を特徴付ける蛍光グリコの使用です。初期のin vitro試験では 、細菌の結合試験で、市販のポリアクリルアミド系グリコを採用。これらのプローブのいくつかは有望な結果を示したが、入手性に関する懸念を提起し、両方のPOLにおけるロット間の差異ymer分子量とglycoepitopeコンテンツ。経済的で、実験室のプロトコルは、構造、コンテンツ、サイズ、および細菌レクチンを標的とする合成グリコの純度を十分に制御するために提供するであろうが開発されました。 グリコの適切な合成アプローチのための検索では、比較的新しい重合技術は、可逆的付加フラグメンテーション連鎖移動（RAFT）剤4を用いる制御されたラジカル重合のタイプを使用して試験しました。このようなRAFT試薬は、最近いくつかのグリコの準備5-7で使用されてきました。他のグリコ調製プロトコルと比較して、媒介RAFT重合は、モノマーの構造および反応条件は、水性溶液との潜在的な互換性、および所望のポリマー生成物8,9の低いサイズ分散度の様々な耐性を含むいくつかの利点を実証します。注目すべき興味深いのは、RAFT-BAを製造するためのプロトコルは、異なる機能10-13を有していてもよいの異なるモノマーの組成の制御を可能にするSED三成分グリコ。しかし、以前の研究努力のほとんどがアノマーペンダント炭水化物10を欠いていた、または採用のいずれか、多くの場合、単量体の配列における共重合体である統計的ポリマーとは異なる目的に役立つ共有結合したホモポリマーで構成されてトリブロック共重合体が得られる重合を、階段状残基は、統計的規則9-13に従ってください。 最近では、水性環境におけるチオカルボニルチオRAFT化合物（4-シアノペンタン酸）-4-ジチオ、特定のペンダント糖を含むRAFTベースの線形三成分統計グリコグループの準備と結合レクチン媒介性細菌への応用を採用テストは14を報告しました。視覚的な方法で提示され、この方法の全体的な目的は、三成分を調製することですRAFT制御共重合を介して統計蛍光グリコ。そのため、一段階重合プロトコル、ポリマーの長さおよび組成を微調整し、反応の高い再現性の容易さのため、このプロトコルは、容易に所望の構造を有するグリコの他のRAFTベースの合成に適用することができます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="4">Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactobionic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>153516</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Gluconolactone&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G2164</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(2-hydroxyethyl) acrylamide (HEAA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>697931</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orange II sodium salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O8126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydroquinone monomethyl ether (MEHQ)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>54050</td>
			<td>Polymerization inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(2-aminoethyl) methacrylamide hydrochloride (AEMA)</td>
			<td>Polysciences, Inc</td>
			<td>24833-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP-616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anion-exchange resin IRN-78 hydroxide-form, 80 mesh</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>10343-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cation-exchange resin 50Wx8, 200 mesh</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>217514</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum oxide, ~150 mesh&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A1522</td>
			<td>Type WN-6, Neutral, Activity Grade Super I</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ninhydrin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N4876</td>
			<td>An ethanol solution of 0.2 % ninhydrin was used in the test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>722995</td>
			<td>RAFT agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4,4&#8242;-Azobis(4-cyanovaleric acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>11588</td>
			<td>Polymerization initiator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carboxyfluorescein succinimidyl ester&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>C1157</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Erythrina Cristagalli lectin coated agarose bead</td>
			<td>Vector Laboratorie</td>
			<td>AL-1143&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dH2O</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Produced by Barnstead water purification system, 18 megOhm-cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A461-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A454-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP2818-100</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylformamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>22705</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A929-4</td>
			<td>ACS grade or better</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dialysis membrane (MWCO: 3,500)</td>
			<td>Spectrum Labs</td>
			<td>132720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene glycol analytical standard standard</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O2393</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schlenk tube, 1 mL</td>
			<td>Quark Glass</td>
			<td></td>
			<td>Customized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TSK-GEL G4000 PWxl&#160;</td>
			<td>Tosoh Bioscience&#160;</td>
			<td>8022</td>
			<td>Used for GPC analysis of the glycopolymers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Empower 3 with GPC/SEC package</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters Alliance HPLC system&#160;</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Equipped with refractive index detector (Waters 2414) and fluorescence detector (Waters 2475)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avance III 800 MHz NMR Spectrometer</td>
			<td>Brucker Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BX43 fluorescence microscope</td>
			<td>Olympus Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Used with FITC filter in the glycopolymer binding test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotavap / Rotoevaporator</td>
			<td>Heidolph</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fritted disc funnel</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10-310-109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lyophilizer</td>
			<td>Labconco</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunofluorescence microscope slide</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>18357-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Revco Ultima Plus -80C Freezer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Vacuum Bag and Hand Pump</td>
			<td>Ziploc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Pump, Direct Drive, Maxima C Plus</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Gauge</td>
			<td>Sargent-Welch</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile and efficient preparation of tri-component fluorescent glycopolymers via raft-controlled polymerization

合成グリコは、様々な生化学的および生物医学研究の分野で使用される楽器と多彩なツールです。可逆的付加フラグメンテーション連鎖移動を使用して、よく制御された蛍光統計グリコの容易かつ効率的な合成の例は、（RAFT）ベースの重合が実証されています。 （2-アミノエチル）メタクリルアミド（AEMA） -合成は、ラクトビオとNとの反応により得られたβ-ガラクトース含有glycomonomer 2 lactobionamidoethylメタクリルアミドの製造から始まります。 2-Gluconamidoethylメタクリルアミド（GAEMA）は、端末βガラクトシドを欠く構造類似体として使用されています。 （2-ヒドロキシエチル）スペーサーとしてアクリルアミド、AEMAさらに蛍光標識のための標的として、およびglycomonomers - N：次のRAFT媒介性の共重合反応は、3つの異なるモノマーを含みます。水性系の耐性、反​​応に使用されるRAFT剤は、（4-シアノペンタン酸）-4-ジチオあります。低分散度（≤1.32）、予測可能な共重合体組成物、および重合の高い再現性、製品間で観察されました。蛍光ポリマーはAEMA上の第一級アミン官能基を標的とするカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステルとグリコを修飾することによって得られます。得られたグリコのレクチン結合特異性は、特定のglycoepitope認識レクチンでコーティングされ、対応するアガロースビーズでテストすることによって検証されます。必要に応じて、そのため合成の容易さ、製品組成物と反応の良好な再現性の厳密な制御のため、このプロトコルは、特定の構造や組成を有する他のRAFTベースグリコの準備に向けて翻訳することができます。

glycomonomerの合成 ラクトビオン酸はglycomonomersの製造のための一例として、本明細書中で使用されました。 LAEMA 11の合成に関する最初の報告でメソッドを使用して、不満足な純度で調製における多様な収率が観察されました。 1 H及び13 C NMR分光法（ 図1）によって確認された安定した生成物の収率および高い純度を提供し、未反応の出発物質を除去するための陽イオンと陰イオン交換樹脂を使用して変更精製方法。 ラフトグリコ合成と蛍光団とグリコの後変性 段差RAFT重合によって調製ブロックグリコとは対照的に、このワンステップ共重合プロトコールは、ポリマー主鎖全体に均一glycomonomer分布を提供します。ここに示されているグリコはGLの20モル％を含有しycomonomer、スペーサとしてHEAAの77モル％、及び後修飾のための標的としてAEMAの3モル％（ 図2参照 ）。1 H-及び13 C-NMR分光法は、PMA-LAEMAおよびPMA-GAEMAの構造を確認（ 図3および4）。図5に示すように、RAFTずに合成された糖鎖高分子のGPC溶出プロファイルに対してプロットしたときに、PMA-LAEMAとPMA-GAEMA両方がRAFTアプローチの有効性を証明し、低い分散度を有しています。予想されたように、PMA-GAEMAはM n を有するによるペンダント糖のPMA-GAEMAの欠如にPMA-LAEMAのそれよりも小さいです。炭水化物およびRAFTのグリコの内容第一級アミン官能基の分析は、生成物のグリコ中のモノマーの割合が媒介RAFT重合反応（ 表1）に使用されるモノマーの開始の化学量論比と一致していることが明らかになりました。これは、単量体の厳密な制御を意味compositioNS合成グリコに、設計されます。 活性化されたフルオロフォアを有する第一級アミン官能基の反応は、タンパク質標識で広く使用される技術です。この技術は、カルボキシフルオレセインで精製されたグリコを標識するために、ここで使用しました。後修飾後、蛍光ポリマーが（ 図6）を得ました。反応中のフルオレセイン標識ポリマーの分解は、GPC分析によって検出されなかった（データは示さず）。 レクチンでコーティングされたアガロースビーズと合成グリコの結合試験 実験に用いられる合成グリコのレクチン結合特異性を評価するために、既知の炭水化物結合特異性を有するレクチンコーティングされたアガロースビーズを使用した。 エリスリナ属稜-ガリレクチン（ECL）は、β-D-ガラクトシド向かっ結合特異性を有します。 図7Aは、明らかにそのPMA-LAEMA-FLを実証しますペンダント糖質としてβ-D-ガラクトシドを含んでuoresceinは、ECLレクチンとの強い結合を示しました。対照的に、ペンダント糖を持たないグリコPMA-GAEMAフルオレセインのECLへの結合は、負の、 図7Bに示されています。この結果は、合成された蛍光糖鎖高分子の結合有効性および親和性を例示しています。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig1.jpg" /> LAEMAための1 H-（a）および13 C-NMR（b）のスペクトル（D 2 O）を割り当てられた。（この図は、Wang らから変更されている。14） 図1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig1large.jpg" target="_blank">このの拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください図。</a> &lt;キープtogether.withinページ= &quot;常に&quot;&gt;：FO Pクラス= &quot;jove_content&quot; <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig2.jpg" /> 図2.ペンダント糖としてβガラクトシドを含む蛍光グリコPMA-LAEMAの合成の模式図。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig3.jpg" /> 図3. PMA-LAEMAのグリコのための1 H-（A）及び13 C-NMR（B）スペクトル（D 2 O）を割り当てられた。（この図はら王から変更されている。14） <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig3large.jpg" target="_blank">嘆願</a>SEは、この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig4.jpg" /> 図4は、PMA-GAEMAための1 H-（A）及び13 C-NMR（B）スペクトル（D 2 O）を割り当てられた。（この図は、Wang らから変更されている。14） <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">拡大版を表示するには、こちらをクリックしてくださいこの図の。</a> <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig5.jpg" /> RAFTベースのPMA-GAEMAとPMA-LAEMAの図5.ゲル浸透クロマトグラフィーのトレースはでとRAFT剤を使用せずに作成した。RAFT剤（青）を用いずに調製PMA-LAEMA、RAFT-とは対照的に、<html>ベースPMA-LAEMA（緑）は、はるかに低い分散度（M w / M n を ）有します。 RAFTベースのPMA-GAEMA（赤）とPMA-LAEMAが同様のGPCプロファイルを持っているが、前者は何らかのペンダント糖の不在に小さいM n を有する。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。</a> <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig6.jpg" /> フルオロフォアと変更後の前と後図6 PMA-LAEMAを。白非標識グリコ（左チューブ）と比較して（A）、フルオレセイン標識PMA-LAEMAは、強い黄色（右チューブ）を示します。 （B）UV下では、非標識PMA-LAEMA（左チューブ、PBS中1mg / ml）で暗く、蛍光なしで提示し、フルオレセイン標識PMA-LAEMA（右チューブ、1 mg / mlのPBS中）を示すのに対し、強い緑色蛍光。：//www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg「ターゲット= &quot;_空白&quot;&gt;この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。 <img alt="図7" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig7.jpg" /> グリコはなく、ペンダント糖を有するれていないものを含む図7. アメリカデイゴレクチン（ECL）でコーティングされたアガロースビーズに結合β-D-ガラクトシド。（A）PMA-LAEMAフルオレセイン（3μgを）ECLとの結合の強い実証、何のペンダントβ-D-ガラクトシド残基を有していないのに対し、（B）において、PMA-GAEMA-フルオレセインは、何のレクチンでコーティングしたビーズとの結合を示さありませんでした。 スケールバー=100μmです。 表1は、ターゲティングの合成パラメータとグリコの実際の組成の値。A）の値をターゲットに、値がその製品の望まれます。 B）DP、重合度は、 C）NAは、利用できません。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody style="vertical-align:middle;text-align:center"><tr><td style="width:120px"></td><td style="width:40px"> DP B </td><td style="width:70px"> 分散度 </td><td style="width:120px"> glycomonomersの実際の内容 モル％ </td><td> 第一級アミンの実際の内容 モル％ </td></tr><tr><td> 値をターゲット </td><td> 100 </td><td> &lt;1.3 </td><td> 20 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> PMA-LAEMA </td><td> 99 </td><td> 1.26 </td><td> 19 </td><td> 3.2 </td></tr><tr><td> PMA-GAEMA </td><td> 89 </td><td> 1.32 </td><td> NA C </td><td> 2.7 </td></tr></tbody></table>

Watch this Scientific Journal Video about Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization at JoVE.com

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

RAFT制御重合によるトライ成分蛍光グリコの容易かつ効率的な準備

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

facile-efficient-preparation-tri-component-fluorescent-glycopolymers

Research

JoVE Journal

Chemistry

9.6K ビュー.  University of Missouri. An efficient, three-step synthesis of RAFT-based fluorescent glycopolymers, consisting of glycomonomer preparation, copolymerization, and post-modification, is demonstrated. This protocol can be used to prepare RAFT-based statistical glycopolymers with desired structures.

ビデオ: Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

Facile Preparation of Internally Self-assembled Lipid Particles Stabilized by Carbon Nanotubes

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled (functionalized) CNTs are used as stabilizers to produce Pickering type oil-in-water (O/W) emulsions. Lipids namely, Dimodan U and Phytantriol are used as emulsifiers, which in excess water self-assemble into the bicontinuous cubic Pn3m phase. This highly viscous phase is fragmented into smaller particles using a probe ultrasonicator in presence of conventional surfactant stabilizers or CNTs as done here. Initially, the CNTs (powder form) are dispersed in water followed by further ultrasonication with the molten lipid to form the final emulsion. During this process the CNTs get coated with lipid molecules, which in turn are presumed to surround the lipid droplets to form a particulate emulsion that is stable for months. The average size of CNT-stabilized nanostructured lipid particles is in the submicron range, which compares well with the particles stabilized using conventional surfactants. Small angle X-ray scattering data confirms the retention of the original Pn3m cubic phase in the CNT-stabilized lipid dispersions as compared to the pure lipid phase (bulk state). Blue shift and lowering of the intensities in characteristic G and G&#39; bands of CNTs observed in Raman spectroscopy characterize the interaction between CNT surface and lipid molecules. These results suggest that the interactions between the CNTs and lipids are responsible for their mutual stabilization in aqueous solutions. As the concentrations of CNTs employed for stabilization are very low and lipid molecules are able to functionalize the CNTs, the toxicity of CNTs is expected to be insignificant while their biocompatibility is greatly enhanced. Hence the present approach finds a great potential in various biomedical applications, for instance, for developing hybrid nanocarrier systems for the delivery of multiple functional molecules as in combination therapy or polytherapy.

We report on a smart application of carbon nanotubes for kinetic stabilization of lipid particles that contain self-assembled nanostructures in their cores. The preparation of lipid particles requires rather low concentrations of carbon nanotubes permitting their use in biomedical applications such as drug delivery.

カーボンナノチューブにより安定化内部自己組織化脂質粒子の簡便な調製

We present a facile method to prepare nanostructured lipid particles stabilized by carbon nanotubes (CNTs). Single-walled (pristine) and multi-walled ...

化学

Facile Preparation of 4-Substituted Quinazoline Derivatives

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted 2-aminobenzophenones and thiourea in the presence of dimethyl sulfoxide (DMSO). This is a unique complementary reaction system in which thiourea undergoes thermal decomposition to form carbodiimide and hydrogen sulfide, where the former reacts with 2-aminobenzophenone to form 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate, whilst hydrogen sulfide reacts with DMSO to give methanethiol or other sulfur-containing molecule which then functions as a complementary reducing agent to reduce 4-phenylquinazolin-2(1H)-imine intermediate into 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine. Subsequently, the elimination of ammonia from 4-phenyl-1,2-dihydroquinazolin-2-amine affords substituted quinazoline derivative. This reaction usually gives quinazoline derivative as a single product arising from 2-aminobenzophenone as monitored by GC/MS analysis, along with small amount of sulfur-containing molecules such as dimethyl disulfide, dimethyl trisulfide, etc. The reaction usually completes in 4-6 hr at 160 &#186;C in small scale but may last over 24 hr when carried out in large scale. The reaction product can be easily purified by means of washing off DMSO with water followed by column chromatography or thin layer chromatography.

A protocol for facile preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from 2-aminobenzophenones, thiourea and dimethyl sulfoxide is presented.

4-置換キナゾリン誘導体の簡便な準備

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins with the synthesis of a hydrophilic poly(oligo(ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (POEGMA) homopolymer using reversible addition-fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization. Under mild visible light irradiation (&#955; = 460 nm, 0.7 mW/cm2), this macro-chain transfer agent (macro-CTA) in the presence of a ruthenium based photoredox catalyst, Ru(bpy)3Cl2 can be chain extended with a second monomer to form a well-defined block copolymer in a process known as Photoinduced Electron Transfer RAFT (PET-RAFT). When PET-RAFT is used to chain extend POEGMA with benzyl methacrylate (BzMA) in ethanol (EtOH), polymeric nanoparticles with different morphologies are formed in situ according to a polymerization-induced self-assembly (PISA) mechanism. Self-assembly into nanoparticles presenting POEGMA chains at the corona and poly(benzyl methacrylate) (PBzMA) chains in the core occurs in situ due to the growing insolubility of the PBzMA block in ethanol. Interestingly, the formation of highly pure worm-like micelles can be readily monitored by observing the onset of a highly viscous gel in situ due to nanoparticle entanglements occurring during the polymerization. This process thereby allows for a more reproducible synthesis of worm-like micelles simply by monitoring the solution viscosity during the course of the polymerization. In addition, the light stimulus can be intermittently applied in an ON/OFF manner demonstrating temporal control over the nanoparticle morphology.

This article describes a process for producing polymeric self-assembled nanoparticles using visible light mediated dispersion polymerization. Using low energy visible light to control the polymerization allows for the reproducible formation of self-assembled worm-like micelles at high solids content.

Photoredox触媒を用いた可視光媒介分散重合によるワームのようなミセルの簡便な合成

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by &#960;-&#960; Stacking Interactions

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE). Characterization of the copolymer revealed a narrow molecular distribution (PDI &#60; 1.03) and confirmed the degree of polymerization of mPEG122-b-(PheGE)15. The critical micelle concentration of the copolymer was evaluated using an established fluorescence method with the aggregation behavior evaluated by dynamic light scattering and transmission electronic microscopy. The potential of the copolymer for use in drug delivery applications was evaluated in a preliminary manner including in vitro biocompatibility, loading and release of the hydrophobic anti-cancer drug doxorubicin (DOX). A stable micelle formulation of DOX was prepared with drug loading levels up to 14% (wt%), drug loading efficiencies &#62; 60% (w/w) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions (acidic and neutral pH, presence of albumin). The high drug loading level and sustained release is attributed to stabilizing &#960;-&#960; interactions between DOX and the core-forming block of the micelles.

Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by &amp;#960;-&amp;#960; Stacking Interactions

The key steps of living anionic polymerization of phenyl glycidyl ether (PheGE) on methoxy-polyethylene glycol (mPEG-b-PPheGE) are described. The resulting block copolymer micelles (BCMs) were loaded with doxorubicin 14% (wt%) and sustained release of drug over 4 days under physiologically relevant conditions was obtained.

π-πスタッキング相互作用によって安定化されたブロック共重合体ミセルの調製のための両親媒性共重合体のアニオン重合

In this study, an amphiphilic copolymer that includes a core-forming block with phenyl groups was synthesized by living anionic polymerization of phenyl ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ethylene-propylene rubber, grafted with maleic anhydride, is thermo-reversibly cross-linked in two steps. The pending anhydride moieties are first modified with furfurylamine to graft furan groups to the rubber backbone. These pendant furan groups are then cross-linked with a bis-maleimide via a Diels-Alder coupling reaction. Both reactions can be performed under a broad range of experimental conditions and can easily be applied on a large scale. The material properties of the resulting Diels-Alder cross-linked rubbers are similar to a peroxide-cured ethylene/propylene/diene rubber (EPDM) reference. The cross-links break at elevated temperatures (&#62; 150 &#176;C) via the retro-Diels-Alder reaction and can be reformed by thermal annealing at lower temperatures (50-70 &#176;C). Reversibility of the system was proven with infrared spectroscopy, solubility tests and mechanical properties. Recyclability of the material was also shown in a practical way, i.e., by cutting a cross-linked sample into small parts and compression molding them into new samples displaying comparable mechanical properties, which is not possible for conventionally cross-linked rubbers.

A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products.

サーモ可逆架橋ゴム経由アルダー化学の合成と性質

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

A Simple and Efficient Protocol for the Catalytic Insertion Polymerization of Functional Norbornenes

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic nature of the monomer is conserved. The resulting polymer, polynorbornene, has a very high glass transition temperature, Tg, and interesting optical and electrical properties. However, the polymerization of functional norbornenes by this mechanism is complicated by the fact that the endo substituted norbornene monomer has, in general, a very low reactivity. Furthermore, the separation of the endo substituted monomer from the exo monomer is a tedious task. Here, we present a simple protocol for the polymerization of substituted norbornenes (endo:exo ca. 80:20) bearing either a carboxylic acid or a pendant double bond. The process does not require that both isomers be separated, and proceeds with low catalyst loadings (0.01 to 0.02 mol%). The polymer bearing pendant double bonds can be further transformed in high yield, to afford a polymer bearing pendant epoxy groups. These simple procedures can be applied to prepare polynorbornenes with a variety of functional groups, such as esters, alcohols, imides, double bonds, carboxylic acids, bromo-alkyls, aldehydes and anhydrides.

We describe the catalytic insertion polymerization of 5-norbornene-2-carboxylic acid and 5-vinyl-2-norbornene to form functional polymers with a very high glass transition temperature.

機能性ノルボルネンの触媒挿入重合のためのシンプルで効率的なプロトコル

Norbornene can be polymerized by a variety of mechanisms, including insertion polymerization whereby the double bond is polymerized and the bicyclic ...

Facile Preparation of Ultrafine Aluminum Hydroxide Particles with or without Mesoporous MCM-41 in Ambient Environments

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis of aqueous aluminum salts is known to produce a wide array of products with a wide range of size distributions, a variety of state-of-the-art instruments (i.e., 27Al/1H NMR, FTIR, ICP-OES, TEM-EDX, XPS, XRD, and BET) were used to characterize the synthesis products and identification of byproducts. The product, which was comprised of nanoparticles (10-30 nm), was isolated using gel permeation chromatography (GPC) column technique. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and powder X-ray diffraction (PXRD) identified the purified material as the gibbsite polymorph of aluminum hydroxide. The addition of inorganic salts (e.g., NaCl) induced electrostatic destabilization of the suspension, thereby agglomerating the nanoparticles to yield Al(OH)3 precipitate with large particle sizes. By utilizing the novel synthetic method described here, Al(OH)3 was partially loaded inside the highly ordered mesoporous framework of MCM-41, with average pore dimensions of 2.7 nm, producing an aluminosilicate material with both octahedral and tetrahedral Al (Oh/Td = 1.4). The total Al content, measured using energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX), was 11% w/w with a Si/Al molar ratio of 2.9. A comparison of bulk EDX with surface X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) elemental analysis provided insight into the distribution of Al within the aluminosilicate material. Furthermore, a higher ratio of Si/Al was observed on the external surface (3.6) as compared to the bulk (2.9). Approximations of O/Al ratios suggest a higher concentration of Al(O)3 and Al(O)4 groups near the core and external surface, respectively. The newly developed synthesis of Al-MCM-41 yields a relatively high Al content while maintaining the integrity of the ordered silica framework and can be used for applications where hydrated or anhydrous Al2O3 nanoparticles are advantageous.

An ultrafine aluminum hydroxide nanoparticle suspension was prepared via the controlled titration of [Al(H2O)]3+ with L-arginine to pH 4.6 with and without cage-effect confinement within mesoporous channels of MCM-41.

周囲環境におけるメソ多孔性MCM-41を有するまたは含まない超微粒水酸化アルミニウム粒子の容易な調製

An aqueous suspension of nanogibbsite was synthesized via the titration of aluminum aqua acid [Al(H2O)6]3+ with L-arginine to pH 4.6. Since the hydrolysis ...

Facile Preparation of (2Z,4E)-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high atomic and step economy. However, this functionality-directed cross-coupling reaction has not been developed, as there are still limited directing groups in practical use. In particular, a stoichiometric amount of oxidant is usually required, producing a large amount of waste. Due to our interest in novel 1,3-butadiene synthesis, we describe the ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes using allyl acetate and without external oxidant. The reaction of 2-phenyl acrylamide and allyl acetate was chosen as a model reaction, and the desired diene product was obtained in 80% isolated yield with good stereoselectivity (Z,E/Z,Z = 88:12) under optimal conditions: [Ru(p-cymene) Cl2]2 (3 mol %) and AgSbF6 (20 mol %) in DCE at 110 &#186;C for 16 h. With the optimized catalytic conditions in hand, representative &#945;- and/or &#946;-substituted acrylamides were investigated, and all reacted smoothly, regardless of aliphatic or aromatic groups. Also, differently N-substituted acrylamides have proven to be good substrates. Moreover, we examined the reactivity of different allyl derivatives, suggesting that the chelation of acetate oxygen to the metal is crucial for the catalytic process. Deuterium-labeled experiments were also conducted to investigate the reaction mechanism. Only Z-selective H/D exchanges on acrylamide were observed, indicating a reversible cyclometalation event. In addition, a kinetic isotope effect (KIE) of 3.2 was observed in the intermolecular isotopic study, suggesting that the olefinic C-H metalation step is probably involved in the rate-determining step.

Facile Preparation of 2Z,4E-Dienamides by the Olefination of Electron-deficient Alkenes with Allyl Acetate

The ruthenium-catalyzed olefination of electron-deficient alkenes with allyl acetate is described here. By using aminocarbonyl as a directing group, this external oxidant-free protocol has high efficiency and good stereo- and regioselectivity, opening a novel synthetic route to (Z,E)-butadiene skeletons.

（2<em&gt; Z</em&gt;、4<em&gt; E</em&gt;） - 電子不足アルケンと酢酸アリルとの合成によるジエナミド

Direct cross-coupling between two alkenes via vinylic C-H bond activation represents an efficient strategy for the synthesis of butadienes with high ...

Preparation of Hollow Polystyrene Particles and Microcapsules by Radical Polymerization of Janus Droplets Consisting of Hydrocarbon and Fluorocarbon Oils

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) and fluorocarbon oil (perfluoro-n-octane, PFO) in aqueous surfactant (sodium dodecylsulfate, SDS) solutions. Since fluorocarbon oils are immiscible with hydrocarbon oils, the two oils are separated. Emulsions are prepared by stirring styrene/PFO/aqueous SDS solution mixtures at 80 &#176;C. The type of emulsions and the morphology of droplets in the emulsions are observed by light microscope and scanning confocal fluorescence microscope. It is found that oil droplets with Janus-type morphologies consisting of mutually immiscible styrene and PFO are formed in aqueous SDS solutions. Polystyrene particles are fabricated by radical polymerization of the ternary mixtures of styrene/PFO/aqueous SDS solution at 80 &#176;C. The morphologies of the polystyrene are confirmed by scanning electron microscopy and scanning transmission electron microscopy observations. These observations show the preparation of hollow polystyrene particles with a single hole on the surface. To our knowledge, this method is a novel strategy using the immiscibility of hydrocarbon and fluorocarbon oils. The hollow particles can also be applied to the preparation of microcapsules.

A protocol for the fabrication of hollow polymer particles and microcapsules by radical polymerization using emulsions consisting of styrene, perfluoro-n-octane, and aqueous SDS (sodium dodecylsulfate) solution is presented.

中空のポリスチレン粒子と炭化水素とフッ素オイルから成るヤヌス液滴のラジカル重合によるマイクロ カプセルの調製

In this article, we have demonstrated a method for producing hollow particles and microcapsules using oil droplets consisting of hydrocarbon oil (styrene) ...

Co-expression of Multiple Chimeric Fluorescent Fusion Proteins in an Efficient Way in Plants

Information about the spatiotemporal subcellular localization(s) of a protein is critical to understand its physiological functions in cells. Fluorescent proteins and generation of fluorescent fusion proteins have been wildly used as an effective tool to directly visualize the protein localization and dynamics in cells. It is especially useful to compare them with well-known organelle markers after co-expression with the protein of interest. Nevertheless, classical approaches for protein co-expression in plants usually involve multiple independent expression plasmids, and therefore have drawbacks that include low co-expression efficiency, expression-level variation, and high time expenditure in genetic crossing and screening. In this study, we describe a robust and novel method for co-expression of multiple chimeric fluorescent proteins in plants. It overcomes the limitations of the conventional methods by using a single expression vector that is composed of multiple semi-independent expressing cassettes. Each protein expression cassette contains its own functional protein expression elements, and therefore it can be flexibly adjusted to meet diverse expression demand. Also, it is easy and convenient to perform the assembly and manipulation of DNA fragments in the expression plasmid by using an optimized one-step reaction without additional digestion and ligation steps. Furthermore, it is fully compatible with current fluorescent protein derived bio-imaging technologies and applications, such as FRET and BiFC. As a validation of the method, we employed this new system to co-express fluorescently fused vacuolar sorting receptor and secretory carrier membrane proteins. The results show that their perspective subcellular localizations are the same as in previous studies by both transient expression and genetic transformation in plants.

We have developed a novel method for co-expressing multiple chimeric fluorescent fusion proteins in plants to overcome the difficulties of conventional methods. It takes advantage of using a single expression plasmid that contains multiple functionally independent protein expressing cassettes to achieve protein co-expression.

植物の効率的な方法で複数のキメラ蛍光融合タンパク質の共発現

Information about the spatiotemporal subcellular localization(s) of a protein is critical to understand its physiological functions in cells. Fluorescent ...