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

1. Síntese de 2-Glycomonomer Lactobionamidoethyl metacrilamida <ol><li> Dissolver 2 g de ácido lactobiónico em 3,0 ml de metanol anidro e lentamente adicionar etanol absoluto em uma gota forma prudente até que a solução apenas se transforma nublado, em seguida, remover os solventes via rotoevaporação. </li><li> Dissolve-se o resíduo, a partir do passo 1.1, em 3,0 ml de metanol anidro e, uma vez mais, adiciona-se lentamente etanol absoluto até pouco turvo, em seguida, evapora-se os solventes por meio de evaporação rotativa. Repetir esta etapa três vezes para se obter lactobiono-1,5-lactona (1,94 g, 98% de rendimento). Este produto tem pureza suficiente para ser utilizado nas reacções seguintes. </li><li> Adicionar 1,0 g de lactobionolactone em 3,0 ml de metanol a N - (2-aminoetil) metacrilamida (AEMA, 0,58 g) e éter monometílico de hidroquinona (MEHQ, 1,0 mg), um inibidor de auto-polimerização, em 2,0 ml de metanol, seguido em 1,0 ml de trietilamina. Agita-se à TA durante 48 h. </li><li> Adicionar 20 ml de H2O desionizada (2 dH </sub&gt; O) ao balão de reacção, em seguida, remover o metanol e trietilamina livre por evaporação até à secura por meio de evaporação rotativa. </li><li> Para remover qualquer ácido lactobiónico remanescente, adicionar 20 ml de dH 2 O, em seguida, passar a solução aquosa através de uma coluna de troca aniónica (forma OH -, em 10 mm x 20 mm) para uma proveta de recepção contendo 1,0 mg de MEHQ. </li><li> Remover trietilamina, produzido no Passo 1.5, por evaporação até à secura por meio de evaporação rotativa. </li><li> Adicionar 20 ml de dH2O e remover AEMA que não reagiu por adição lenta de 1 mg alíquotas de resina de permuta de catiões (forma H +) até que não ninidrina materiais reactivos são detectáveis. Monitorizar a eliminação, tomando aliquotas de 1 mL da solução após cada adição de resina, aplicando-a a uma placa de cromatografia em camada fina, em seguida, pulverizando a placa com um teste da ninidrina de 2% em solução de etanol. Quando nenhuma cor azul profundo é observado o desenvolvimento quando a chapa é aquecida a 90 ° C durante 1 min, o ponto final tenha sido atingido. </li><li&gt; Filtrar a solução através de um funil de vidro de frita, transferir o filtrado para um tubo de ensaio, congelar a amostra a -80 ° C, e, em seguida, liofilizar. </li><li> Remover MEHQ a partir da amostra através da dissolução do material seco por congelação em uma quantidade mínima de metanol (~ 0,5 ml), em seguida, adicionar acetona anidra fria (-20 ° C, 15 ml) para precipitar o produto. Recolhe-se o precipitado por filtração, utilizando um funil de frita de vidro, em seguida, secar-se o precipitado em um exsicador sob vácuo para se obter 2-metacrilamida lactobionamidoethyl (LAEMA) como um pó esbranquiçado (0,94 g, 68% de rendimento). Este produto tem pureza suficiente para ser utilizado nas reacções seguintes. </li></ol> 2. Síntese de monómero de 2-Gluconamidoethyl metacrilamida Nota: A preparação de 2-gluconamidoethyl metacrilamida (GAEMA), que não possui um açúcar pendente, foi adaptado a partir de um método publicado em 15. <ol><li> Adicionar 2,0 g de AEMA dissolvido em 10 ml de metanol a uma solução dede D-gliconolactona (1,6 g) em 30 ml de metanol e, sob agitação, adiciona-se lentamente 1,6 ml de trietilamina. </li><li> Agita-se a reacção à temperatura ambiente durante 24 h. </li><li> Filtra-se o produto precipitado através de um funil de frita de vidro e lavar o precipitado três vezes com 10 ml de cada vez de isopropanol, em seguida, lava-se com 10 ml de acetona seca. Seca-se o produto precipitado em um exsicador sob vácuo. </li></ol> 3. JANGADA glicopoliméricos Síntese <ol><li> Para remover o MEHQ inibidor presente em N comercial - (2-hidroxietil) acrilamida (HEAA), adicionar 1 ml de HEAA para um tubo de microcentrifugação de 2 ml, seguido pela adição de 0,5 g de nanopartículas de óxido de alumínio. Centrifuga-se o tubo a 300 xg durante 30 seg, e usar a camada de topo HEAA na reacção seguinte. </li><li> Adiciona-se cuidadosamente 32,8 mg de LAEMA (70,0 umol), 1,7 mg de AEMA (10,5 umol) e 27,5 uL de HEAA (270 umol), todos dissolvidos em 0,4 ml de dH 2 O, para um tubo de 1 ml de Schlenk bem limpo, assim tendo um Monomer razão molar de 20: 3: 77. </li><li> Numa reacção paralela, a fim de produzir polímeros de controlo que não possuem qualquer açúcar pendente, em vez de utilizar LAEMA na etapa 3.2, 21,4 mg de substituir GAEMA (70,0 umol) na reacção. </li><li> Para o respectivo tubo de Schlenk (isto é, 3,2 ou 3,3), adiciona-se sequencialmente 50 ul de DMF contendo 0,53 mg de (ácido 4-cianopentanóico) -4-dithiobenzoate (1,9 umol, agente RAFT), e 50 ul de DMF contendo 250 mg de 4,4&#39;-azobis- (ácido 4-cianovalérico) (0,9 umol, iniciador). Misture delicadamente com o dedo tocando. </li><li> Congelar os conteúdos contidos no tubo de Schlenk empregando um banho de gelo seco: banho de etanol (75 g de gelo seco em 100 ml de etanol), para aplicar um vácuo dentro de 10-50 mTorr, em seguida, fechar a válvula de Schlenk e permitir que a solução a descongelar lentamente à temperatura ambiente . Repita este ciclo de congelamento-descongelamento evacuar mais duas vezes. Certifique-se de que todos os reagentes são dissolvidos após o último degelo. </li><li> Coloque o tubo de Schlenk em um ba plástico lacradog, evacuar o ar do saco, e, em seguida, feche-o. Transferir o saco que contém o tubo de Schlenk a um banho de água pré-aquecido a 70 ° C e incubar durante 24 horas. </li><li> Transferir cuidadosamente a solução no tubo de Schlenk a um saco de diálise preparada (MWCO = 3,500), e dializar contra dH2O (10 x 2 L) durante 24 horas, mudando o dH2O a cada hora durante as primeiras 8 horas. Após a diálise, a transferência da amostra do tubo de diálise para um tubo de ensaio, congelar a amostra a -80 ° C, e, em seguida, liofilizar-lo. </li></ol> Nota: A estatística resultante poli-metacrilamida / acrilamida (PMA) copolímeros que contêm 4-O pingente -β-D-galactopiranosil-D-gluconamide (lactobionamide) (a partir do Passo 3,2) ou D-gluconamide (do Passo 3.3), respectivamente, são obtida. Por conveniência de discussão, estas duas glicopolímeros são abreviados como PMA-LAEMA e PMA-GAEMA, respectivamente. 4. Pós-modificação de glicopolímeros com fluoróforos </p&gt; <ol><li> Dissolve-se 5,0 mg de glicopoliméricos-LAEMA PMA ou PMA-GAEMA contendo ~ 0,9 mole de grupos funcionais de amina primária em 0,9 ml de solução salina de fosfato tamponada (PBS, fosfato de sódio 0,1 M, NaCl 0,15 M, pH 7,5), respectivamente. </li><li> Adiciona-se lentamente 0,6 mg de éster de succinimidilo de carboxifluoresceína em 100 ul de DMF para as soluções com agitação rápida. Agitar suavemente as reacções durante 16 horas no escuro à temperatura ambiente. </li><li> Enquanto protegido da luz, carregar a amostra para um tubo de diálise preparada (MWCO = 3,500) e dializar contra dH2O (2 L) durante 16 horas, trocando a solução de diálise a cada hora durante as primeiras 8 horas. Após a diálise, a transferência da amostra do tubo de diálise para um tubo de ensaio, congelar a amostra a -80 ° C, e, em seguida, liofilizar-lo. </li></ol> Nota: Após a liofilização, glicopolímeros fluorescentes PMA-LAEMA-fluoresceína e PMA-GAEMA-fluoresceína, respectivamente, são obtidos. 5. Caracterização do Glicopolímeros <ol><li> Determinar o número médio de peso molecular (Mn), o peso médio de peso molecular (M w) e a dispersibilidade (M w / M n) dos glicopolímeros num sistema de HPLC comercial equipado com software de cromatografia de permeação em gel (GPC), um GPC coluna adequada para o peso molecular de interesse, e um detector de índice de refracção, utilizando Tris a 0,1 M / tampão de cloreto de sódio 0,1 M (pH 7) como eluente a um caudal de 0,6 ml / min 14. Use padrões de polietileno glicol como padrões de peso molecular (MW: 200-1,200,000 g / mol). </li><li> Quantificar as concentrações reais de grupos funcionais de aminas primárias dentro dos glicopolímeros 16. Analisar o teor total de hidratos de carbono das glicopolímeros sintetizados de acordo com um método publicado em 17. </li><li> Realizar testes de composição estrutural e pureza do LAEMA glycomonomers, GAEMA e glicopolímeros PMA-LAEMA, PMA-GAEMA em D 2 O por espectroscopia de RMN de 14. </li></ol> 6. Os ensaios de ligação da glicopolímeros sintéticas com Lectin revestido contas de agarose <ol><li> Adicionar 1,5 ml de PBS a 50 ul de suspensão de corticeira lectina (ECL) esferas de agarose -Revestido, centrifugar a 300 xg por 1 min, e remova cuidadosamente e elimine o sobrenadante. Repetir este passo duas vezes, e, em seguida, voltar a suspender as pérolas em 0,5 ml de PBS. </li><li> Adiciona-se 3 ng de PMA-LAEMA-fluoresceína ou PMA-GAEMA-fluoresceína (controlo negativo) em 6 mL de PBS para a suspensão de pérolas, e incuba-se as misturas, no escuro, à temperatura ambiente durante 1 h. </li><li> Lavam-se as misturas com 1,5 ml de PBS três vezes, e os grânulos ressuspender em 0,2 mL de PBS. Coloque uma alíquota (4 ul) em um poço em um slide de microscópio de imunofluorescência (teflon), cubra com uma tampa de deslizamento, e observar por microscopia de fluorescência usando um filtro FITC (comprimento de onda de excitação: 467-498 nm, comprimento de onda de emissão: 513- 566 nm) e uma objectiva de 10X a examinar a ligação de tele fluorescentes glicopolímeros com as esferas 14. </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.

Um protocolo fácil e eficiente para glicopolímeros fluorescentes baseados em RAFT tri-componente, com e sem um hidrato de carbono pendente, e a sua utilização num teste de ligação a lectina, é demonstrado no presente relatório. O protocolo começa com a preparação de glycomonomers LAEMA e GAEMA. Através de um controlo-RAFT copolimerização de um só passo, com rendimento glicopolímeros reprodutível, composição de monómero previsível e baixa dispersividade, são obtidos. Seguindo pós-modificação de glicopolímeros com éster de succinimidilo de carboxifluoresceína, a ligação do respectivo glicopoliméricos marcado com fluorescência resultante é facilmente verificável para a sua especificidade de ligação a lectina. Nos passos preparativos iniciais dos glycomonomers que são para ser empregues nas sínteses glicopoliméricos subsequentes, foram utilizados ácido lactobiónico prontamente disponível e a gluconolactona. Em teoria, quaisquer hidratos de carbono de interesse a partir de monossacáridos, oligossacáridos complexos para, pode ser Converted para glycomonomers por conjugação do açúcar alvo para o grupo hidroxilo primário em C6 de glucose. Após a oxidação do resíduo de glucose redutores, e a sua desidratação subsequente a uma lactona, o produto pode então ser facilmente feito reagir com a amina primária em AEMA para formar o correspondente glycomonomer. Outros exemplos desta via pode ser visto em um relatório recente 14. Deve notar-se que antes de iniciar qualquer passo de polimerização, de MEHQ, um potente inibidor de polimerização, deve ser removido a partir de todas as preparações de monómeros e glycomonomer imediatamente antes da utilização. Isto é facilmente conseguido através da utilização da quantidade mínima de metanol para dissolver o glycomonomer que possui MEHQ seguida tratá-la imediatamente com acetona à temperatura de -20 ° C para precipitar o produto isento de inibidor, com elevado rendimento. Essencial em qualquer esquema de polimerização radical, atenção aos detalhes e de monômero purezas são enfatizados. Como é típico de um sistema de polimerização RAFT, que consiste deuma fonte de radicais, um reagente RAFT, um monómero e solvente. Nesta apresentação visualizada, um sistema de polimerização TRAF de um só passo é descrito que incide sobre a produção de copolímeros estatísticos gerados a partir de uma mistura de reacção que possua três monómeros diferentes em uma solução aquosa. Duas reacções mediadas por RAFT separadas são apresentados no qual se utiliza um glycomonomer que possui um pendente, não redutor do hidrato de carbono terminal (isto é, β-D-galactose), e o outro, possuindo um poliol, sem resíduo de hidrato de carbono ligado. Comum a ambas as reacções mediadas por RAFT foram monómeros que possuem um grupo hidroxilo singular que serve como uma molécula separadora, e uma outra que possua uma amina livre de pós-modificação com um fluoróforo amino-reactivo. Uma vez que a presença de oxigénio na mistura de reacção e do ambiente é prejudicial para a polimerização TRAF-mediada, a sua remoção para níveis vestigiais é prontamente conseguida através de vários congelamento-evaciclos cuate-descongelação, mantendo o recipiente de reacção de tubo de Schlenk sob alto vácuo. Deve notar-se que a razão molar de diferentes monómeros na reacção pode ser ajustada conforme necessário. Além disso, fazendo variar a quantidade de agente RAFT usado, o comprimento dos polímeros resultantes pode ser controlada 18. No entanto, a proporção molar do agente de TRAF para iniciador deve ser sempre superior a dois para assegurar a baixa dispersibilidade do produto. Sob estas condições, a evolução da copolimerização é constante, e a reprodutibilidade da reacção é muito alta. Dito isto, é pouco provável que se obtém uma distribuição totalmente uniforme de todos os monómeros participantes dentro de um copolímero estatístico, devido às suas velocidades de polimerização diferentes. Caracterizar a distribuição de diferentes monómeros dentro do polímero ainda é muito difícil. O método de pós-modificação, aqui apresentado, é ao mesmo tempo mais simples e mais amenable para a utilização de uma vasta selecção de marcadores fluorescentes, em comparação com outros protocolos aplicados para glicopolímeros etiqueta 2,11. Estes incluem muitos dos fluoróforos reactivos com aminas solúveis em água, quantum dots, biotinas, e outros. As especificidades de ligação dos sintetizados, glicopolímeros marcadas são prontamente verificáveis ​​utilizando lectinas com afinidades de ligação conhecidas. PMA-GAEMA possuir nenhum açúcar pingente é um controle negativo apropriado. Glicopolímeros com diferentes etiquetas fluorescentes preparados por esta via tem sido utilizada com sucesso em investigações de lectina bacteriana mediada por ligação 14. Como apresentado, esta preparação fácil e eficiente de glicopolímeros fluorescentes estatísticos deve fornecer um grande potencial para uma ampla variedade de pesquisa glycobiological.

Nas últimas duas décadas, as investigações com glicopolímeros sintéticos tenham sido submetidos a um desenvolvimento lento, mas contínuo, demonstrando potencial significativo no exame infecciosas mecanismos que incluam actividades de investigação que incide sobre lectina reconhecimento processa 1-3. Desde glicopolímeros sintéticos possuindo porções de açúcar multivalentes exibem eficácias de ligação a lectina muito mais elevadas, em comparação com os hidratos de carbono monovalentes, eles são de grande procura no campo Glycobiology 3. De particular interesse na investigação clínica é a utilização de glicopolímeros fluorescentes para caracterizar a ligação com hidratos de carbono disponíveis na superfície das células do aparelho respiratório humano e glicoproteína mucosa bacteriana mediada por lectinas. No início de estudos in vitro empregues glicopolímeros baseados em poliacrilamida disponíveis comercialmente em testes de ligação bacterianas. Várias dessas sondas mostraram resultados promissores, mas levantou preocupações a respeito, variâncias obtainability, e de lote para lote, tanto polpeso molecular Ymer e conteúdo glycoepitope. Um protocolo econômico em laboratório foi desenvolvido o que proporcionaria para um controle satisfatório de conteúdo estrutura, tamanho e pureza de glicopolímeros sintéticos visando lectinas bacterianas. Em busca de uma abordagem sintética adequada para glicopolímeros, uma técnica relativamente nova de polimerização foi testada usando um tipo de polimerização radical controlada que empregue reversível adição-fragmentação da cadeia de transferência (RAFT) agentes 4. Tais reagentes RAFT foram recentemente utilizados em algumas preparações glicopoliméricos 5-7. Em comparação com outros protocolos de preparação glicopoliméricos, polimerizações mediada por RAFT demonstrar várias vantagens, incluindo a tolerância a uma variedade de estruturas de monómeros e as condições de reacção, a compatibilidade potencial com soluções aquosas, e baixa dispersividade de tamanhos dos produtos poliméricos desejados 8,9. De notável interesse são protocolos para a preparação de JANGADA-baglicopolímeros tri-componente sed, permitindo o controlo de composições de monómeros diferentes, cada um dos quais podem ter funções distintas 10-13. No entanto, a maioria dos esforços de pesquisas anteriores ou faltava anomï¿½icos carboidratos pingente 10, ou empregada entrou polimerização, resultando em copolímeros tri-bloco, que consistem em homopolimeros covalente, que muitas vezes servem a propósitos diferentes do que os polímeros estatísticos que são copolímeros em que a sequência de monômero resíduos de seguir uma regra estatística 9-13. Recentemente, empregando o composto RAFT thiocarbonylthio (ácido 4-cianopentanóico) -4-dithiobenzoate num ambiente aquoso, a preparação de um grupo de TRAF baseado no glicopolímeros estatísticos tri-componente lineares contendo pendentes açúcares específicos e a sua aplicação em ligação bacteriana mediada por lectina testes foi relatado 14. O objetivo geral deste método, apresentadas de forma visual, é preparar tri-componenteglicopolímeros fluorescentes estatísticos por copolimerização controlado-jangada. Devido à facilidade de o protocolo de polimerização de uma etapa, o controlo fino sobre o comprimento de polímeros e composições, e a elevada reprodutibilidade da reacção, este protocolo pode ser facilmente aplicado para outras sínteses à base de conjunto de glicopolímeros com estruturas desejadas.

<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

Glicopolímeros sintéticos são ferramentas instrumentais e versáteis utilizados em vários campos de pesquisa bioquímicos e biomédicos. Um exemplo de uma síntese fácil e eficiente de glicopolímeros estatísticos fluorescentes bem controlados usando reversível adição-fragmentação de transferência de cadeia (RAFT) polimerização baseados é demonstrada. A síntese inicia-se com a preparação de 2-metacrilamida glycomonomer lactobionamidoethyl contendo β-galactose obtido por reacção de lactobionolactone e N - (2-aminoetil) metacrilamida (AEMA). 2-Gluconamidoethyl metacrilamida (GAEMA) é usado como um análogo estrutural falta um β-galactósido terminal. A seguinte reacção de copolimerização mediada por RAFT envolve três monómeros diferentes: N - (2-hidroxietil) acrilamida como espaçador, AEMA como alvo para posterior marcação por fluorescência, e os glycomonomers. Tolerante de sistemas aquosos, o agente RAFT usado na reacção é (ácido 4-cianopentanóico) -4-dithiobenzoate.Low dispersities (≤1.32), composições de copolímeros previsíveis e alta reprodutibilidade das polimerizações foram observadas entre os produtos. Polímeros fluorescentes são obtidas através da modificação das glicopolímeros carboxifluoresceína com éster de succinimidilo alvejando os grupos funcionais de amina primária em AEMA. Especificidades de ligação de lectina das glicopolímeros resultantes são verificados por meio de testes com esferas de agarose correspondentes revestidos com glycoepitope reconhecendo lectinas específicas. Devido à facilidade de síntese, o apertado controlo das composições e produtos da boa reprodutibilidade da reacção, este protocolo pode ser traduzido no sentido preparação de outros glicopolímeros à base de balsa com estruturas e composições específicos, se o desejar.

Síntese de glycomonomer Ácido lactobiónico foi aqui utilizado como um exemplo para a preparação de glycomonomers. Usando métodos no relatório inicial sobre a síntese de LAEMA 11, foram observadas produções variadas na preparação com pureza insatisfatórias. O método de purificação modificadas utilizando resinas catiónica e de permuta aniónica para remover o material de partida que não reagiu, o rendimento do produto oferecido estável e de elevada pureza, que é confirmada por 1 H e 13 C espectroscopia de RMN (Figura 1). JANGADA síntese glicopoliméricos e pós-modificação de glicopolímeros com fluoróforos Em contraste com o bloco-glicopolímeros preparados através de polimerizações RAFT escalonados, este protocolo de copolimerização de um passo proporciona uma distribuição glycomonomer uniforme ao longo da estrutura do polímero. Os glicopolímeros mostrados aqui conter 20% em mol de glycomonomer, 77 mol% de HEAA como um espaçador, e 3% molar de AEMA como alvo para modificações pós-(ver Figura 2). 1 H- e 13 C-rmn confirmou as estruturas de PMA-LAEMA e PMA-GAEMA (Figuras 3 e 4). Como mostrado na Figura 5, quando representada graficamente contra os perfis de eluição de GPC do glicopoliméricos sintetizado sem RAFT, tanto PMA-LAEMA e PMA-GAEMA têm baixos dispersities, provando a eficácia da abordagem jangada. Como esperado, PMA-GAEMA tem um Mn menor do que a de PMA-LAEMA devido à falta de um açúcar pingente de PMA-GAEMA. Análise de hidratos de carbono e os grupos funcionais de amina primária conteúdo das glicopolímeros RAFT revelou que a proporção de monómeros na glicopolímeros produto é consistente com a relação estequiométrica dos monómeros de arranque utilizados na reacção de polimerização mediada por TRAF (Tabela 1). Isso significa um controlo apertado do compositio monômerons nos glicopolímeros sintetizados, como projetado. A reacção de grupos funcionais de amina primária com fluoróforos activadas é uma técnica amplamente utilizada na marcação de proteínas. Esta técnica foi empregada aqui para rotular glicopolímeros purificados com carboxifluoresceï¿½a. Na sequência de pós-modificação, polímeros fluorescentes foram obtidos (Figura 6). Nenhuma degradação dos polímeros marcados com fluoresceína da reacção foi detectado por análise de GPC (dados não mostrados). Encadernação testes dos glicopolímeros sintéticos com pérolas de agarose revestidas com lectina Para avaliar a especificidade de ligação a lectina das glicopolímeros sintetizados, foi utilizada pérolas de agarose revestidas com lectina-hidrato de carbono conhecida especificidade de ligação crista-galli lectina. Erythrina (ECL), empregadas nas experiências, tem uma especificidade de ligação para com β-D-galactósido. A Figura 7A mostra claramente que PMA-LAEMA-Fluorescein, que contém β-D-galactósido como um hidrato de carbono pendente, exibiram forte ligação com a lectina de ECL. Em contraste, a ligação para a ECL do glicopoliméricos PMA-GAEMA-fluoresceina, que não possuem um açúcar pingente negativo, é mostrado na Figura 7B. Este resultado exemplifica a eficácia de ligação e afinidade do glicopoliméricos fluorescente sintetizada. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig1.jpg" /> Figura 1. Atribuído 1 H- (a) e 13 C-NMR (b) os espectros (D 2 O) para LAEMA. (Esta figura foi modificado de Wang et al 14.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig1large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> &lt;p class = &quot;jove_content&quot; fo: manter-together.within-page = &quot;always&quot;&gt; <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig2.jpg" /> Figura 2. Ilustração esquemática da síntese de glicopoliméricos fluorescente PMA-LAEMA contendo β-galactoside como o açúcar pingente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig3.jpg" /> Figura 3. afectadas 1 H- (A) e 13 C-RMN (B) os espectros (D 2 O) para PMA-LAEMA glicopoliméricos. (Esta figura foi modificado a partir de 14 de Wang et al.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig3large.jpg" target="_blank">Fundamento</a>se, clique aqui para ver uma versão maior desta figura. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig4.jpg" /> Figura 4. Assigned 1 H- (A) e 13 C-NMR (B) espectros (D 2 O) para PMA-GAEMA. (Esta figura foi modificado de Wang et al 14.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig5.jpg" /> Figura 5. Gel vestígios de cromatografia de permeação de base-RAFT PMA-GAEMA e PMA-LAEMA preparados com e sem a utilização de agente de TRAF. Em contraste com o PMA-LAEMA preparada sem agente RAFT (azul), RAFT-<html> baseada PMA-LAEMA (verde) tem uma dispersividade muito inferior (M w / M n). Baseado no JANGADA PMA-GAEMA (vermelho) e PMA-LAEMA têm perfis semelhantes GPC, mas o primeiro tem um menor M n, devido à ausência de quaisquer açúcares pingente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig6.jpg" /> Figura 6. PMA-LAEMA antes e depois pós-modificação com fluoróforo. (A) Em comparação com glicopoliméricos não marcado branco (tubo de esquerda), marcado com fluoresceína PMA-LAEMA mostra uma cor amarela forte (tubo direita). (B) De acordo com UV, não marcado PMA-LAEMA (tubo esquerda, 1 mg / ml em PBS) é escuro e apresenta-se com ausência de fluorescência, enquanto que a fluoresceína marcado com PMA-LAEMA (tubo direito, a 1 mg / ml em PBS) mostra forte fluorescência verde.: &quot;Target =&quot; _ blank //www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg &quot;&gt; Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/52922/52922fig7.jpg" /> Figura 7. corticeira lectina (ECL) esferas de agarose -Revestido ligar β-D-galactósido contendo glicopolímeros, e não os que não possuem um açúcar pendente. (A) PMA-LAEMA-fluoresceína (3 ug) demonstraram forte ligação com ECL , enquanto que em (B) PMA-GAEMA-fluoresceina, que possui nenhum resíduo pendentes β-D-galactósido, não mostraram nenhuma ligação com as esferas revestidas com lectina. Barra de escala = 100 pm. Tabela 1. Valores alvo um dos parâmetros sintéticos e composições reais dos glicopolímeros. A) Segmentação valores, valores quesão desejadas dos produtos; b) DP, grau de polimerização; c) NA, não disponível. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52922/52922fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</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"> Dispersity </td><td style="width:120px"> Conteúdo real do glycomonomers mol% </td><td> Conteúdo real da amina primária mol% </td></tr><tr><td> Segmentação valores </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>

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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.

Preparação fácil e eficiente de glicopolímeros fluorescentes Tri-componente via polimerização controlada pelo JANGADA

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 visualizações.  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.

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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.

Preparação Facile da Internamente auto-montados Lipid partículas estabilizada por nanotubos de carbono

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

Química

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.

Preparação Facile de derivados de quinazolina 4-substituída

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.

Síntese Facile de micelas Worm-like por luz visível Mediated Dispersão Polimerização Usando Photoredox Catalisador

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.

Aniônico polimerização de um copolímero anfifílicas para Preparação de copolímero em bloco As micelas estabilizada por interacções de empilhamento π-¸

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.

A preparação e propriedades de termo-reversível reticulada Química Rubber Via Diels-Alder

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.

Um protocolo simples e eficiente para a polimerização por inserção catalítica de norbornenos funcionais

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.

Facile Preparação de Partículas de Hidróxido de Alumínio Ultrafino com ou sem Mesoporous MCM-41 em Ambientes Ambientais

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.

Preparação Fácil de (2Z,4E)-Dienamidas pela Olefinação de Alquenos Elétron-deficientes com Acetato de Alila

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.

Preparação de partículas de poliestireno ocas e microcápsulas pela polimerização Radical de gotículas de Janus, constituído por hidrocarbonetos e óleos de fluorcarbono

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.

Co de expressão de várias proteínas da fusão fluorescente quimérico de forma eficiente em plantas

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