Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Bu çalışma, geri dönüşümlü ek-parçalanma zinciri transferi (RAFT) yöntemi ile metiyonin functionalized biyouyumlu blok kopolimerler (mBG) hazırlanması sunar. Elde edilen mBG 'nin plazmid DNA 'Sı karmaşıklığı ve transfeksiyon verimliliği de incelenmiştir. Raft yöntemi, özel fonksiyonel gruplar içeren polimerleştirici monomerlerin için çok yararlıdır.
Ters dönüşümlü ek-parçalanma zinciri transferi (RAFT) polimerizasyon radikal polimerizasyon ve yaşam polimerizasyonu avantajlarını birleştirir. Bu çalışma RAFT polimerizasyonu ile metionin functionalized biyouyumlu blok kopolimerler hazırlanması sunar. Öncelikle, n, n-bis(2-hidroksiilil) metakrilamid-b-n-(3-AMINOPROTRANSL) metakrilamid (BNHEMA-b-apma, ba), 4, 4 '-AZOBIS (4-SIYANOVALERIK asit) (Acva) kullanarak Raft polimerizasyonu ile sentezlenmiş Aracı ve 4-cyanopentanoik asit dithiobenzoate (CTP) zincir transfer ajanı olarak başlatılıyor. Daha sonra, n, n-bis(2-hidroksiil) metakrilamid-b-n-(3-guanidinoprog) methacrylamid (metiyonin gredyle bnhema-b-gpma, MBG), apma 'daki Amin gruplarını metiyonin ve guanidin ile değiştirerek hazırlanmıştır. Grup. Üç çeşit blok polimerleri, mBG1, mBG2 ve mBG3 karşılaştırılması için sentezlenmiş. APMA içeriğini ölçmek için bir ninhidrin reaksiyonu kullanıldı; mBG1, mBG2 ve mBG3 sırasıyla APMA% 21, 37% ve 52% vardı. Jel geçirgenlik Kromatografi (GPC) sonuçları, BA kopolimerlerin 16.200 molekül ağırlıklarına (BA1), 20900 (BA2) ve 27200 (BA3) g/mol 'e sahip olduğunu göstermiştir. Elde edilen blok kopolimer gen taşıyıcıların Plasmid DNA (pDNA) karmaşıklığı da incelenmiştir. PDNA sırasıyla mBG1, mBG2, mBG3 ile tamamen karmaşıkken şarj oranları (N/P) 8, 16 ve 4 idi. MBG/pDNA polyplexes N/P oranı 1 ' den yüksek olduğunda, mBG Zeta potansiyeli pozitif oldu. 16 ile 32 arasında bir N/P oranı, mBG/pDNA polyplexes ortalama parçacık boyutu 100-200 Nm arasındadır. Genel olarak, bu çalışma blok kopolimer taşıyıcı sentezi için basit ve kullanışlı bir protokol göstermektedir.
Son yıllarda, her türlü hastalıkları tedavi etmek için ilaç olarak nüklütik asitlerin terapötik teslim edilmesi için gen terapisi ortaya çıkmıştır1. Plasmid DNA (pDNA) ve küçük müdahale RNA (siRNA) dahil gen ilaçların geliştirilmesi, ilaç teslim sistemi (DDS)2' nin stabilitesi ve verimliliğine dayanır. Tüm DDS arasında, cationıc polimer taşıyıcılar iyi stabilite avantajları vardır, düşük immünogenisite, ve facile hazırlama ve modifikasyon, hangi katort polimer taşıyıcılar geniş uygulama umutları vermek3,4. Biyolojik olarak pratik uygulamalar için, araştırmacılar yüksek verimlilik, düşük toksisite ve iyi hedefleme yeteneği5ile bir katyonik polimer taşıyıcı bulmak zorundadır. Tüm polimer taşıyıcılar arasında blok kopolimerler en yaygın olarak kullanılan ilaç teslim sistemlerinden biridir. Blok kopolimerler yoğun kendi kendi kendine montaj özelliği ve yetenekleri micelles, microspheres ve ilaç teslim5nanopartiküller oluşturmak için incelenmiştir. Blok kopolimerler yaşam polimerizasyonu veya tıklama Kimya yöntemleri ile sentezlenmiş olabilir.
1956 yılında, Szwarc ve al. canlı polimerizasyon konusunu kaldırdı, zincir kırma reaksiyonları olmadan bir reaksiyon olarak tanımlayarak6,7. O zamandan beri, bu yöntemi kullanarak polimerleri sentezlemek için birden fazla teknik geliştirilmiştir; Böylece, yaşayan polimerizasyon Polimer bilim bir kilometre taşı olarak görülebilir8. Yaşayan polimerizasyon yaşam anyonik polimerizasyon, yaşam katyonik polimerizasyon ve geri dönüşümlü deaktivasyon radikal polimerizasyon (RDRP)9sınıflandırılabilir. Yaşayan anyonik/katyonik polimerizasyon, sıkı reaksiyon koşulları nedeniyle sınırlı bir uygulama kapsamına sahiptir10. Kontrollü/yaşayan radikal polimerizasyon (CRP) hafif reaksiyon koşulları, uygun eğilim ve iyi verim ve böylece son yıllarda büyük bir araştırma odağı olmuştur11. CRP 'de, aktif yayılma zincirleri, serbest radikallerin konsantrasyonunu azaltmak ve zincir radikallerinin yayılmasının bimoleküler reaksiyonu önlemek için uyuyan olanlara geri döndürülebilir. Ek polimerizasyon, yalnızca aktif olmayan uyuyan yayılma zincirleri ters şekilde zincir radikallerine animasyonsa devam edebilir. Radikal polimerizasyon yaşayan en umut verici formlardan biri olarak, geri dönüşümlü ek-parçalanma zinciri transferi (RAFT) polimerizasyon kontrollü molekül ağırlığı ve yapısı ile blok polimerleri verim için uygulanabilir bir yöntemdir, dar moleküler ağırlık Dağıtım ve fonksiyonel gruplar12taşıma. Başarılı RAFT polimerizasyonu için anahtar zincir transfer ajanları etkisi, genellikle çok yüksek zincir transfer sabiti sahip dithioesters.
Bu yazıda, bir sal polimerizasyon yöntemi, bir başlatıcı ajan olarak 4, 4 '-azobis (4-cyanovaleric acid) (ACVA) ve zincir transfer ajanı olarak 4-cyanopentanoik asit dithiobenzoat (CTP) alarak BNHEMA-b-apma blok polimer hazırlamak için tasarlanmıştır. Raft polimerizasyon iki kez bnhema 'ya katyonik polimer taşıyıcıları tanıtmak için kullanıldı. Daha sonra, APMA zincirindeki Amin grupları metiyonin ve guanidinilasyon reaktifinin 1-amidinopyrazol hidroklorür ile değiştirildi. Guanidinilasyon reakajının ve metakrilamid polimer iskelet yapısının pozitif ücretlerinin kullanımı, elde edilen blok polimer taşıyıcıların hücresel Alım verimliliği iyileştirildi.
1. BNHEMA polimer sentezi (PBNHEMA)
2. BNHEMA-b-apma polimer sentezi (BA)
3. BA kopolimer içinde ninhidrin yöntemi ile APMA 'nın mol yüzdesini belirleyin
Not: spektrofotometri çok bileşenli amino asitlerin içeriğini belirlemek için kullanılır. Prensip olarak, emilikte amino asit içeriği ile ilişkili olduğu ninhidrin ve amino asitin renk reaksiyonu13,14.
4. metiyonin grepi BA polimer sentezi (mBA)
5. guanidinated ve metiyonin konjudik BNHEMA-b-apma polimer sentezi (MBG)
Not: üç farklı mBA1, mBA2 ve mBA3 kopolimer sentezlenmiş. mBA3 kopolimer aşağıdaki adımlarda örnek olarak kullanılır.
6. mBG/pDNA polyplexes hazırlama ve karakterizasyonu
7. mBG/pDNA polyplexes elektroforetik retardasyon deneyi
Not: minimum şarj oranını belirlemek için elektroforetik bir gerilme deneyi yapılmıştır.
8. mBG/pDNA polyplexes sitotoksisitesi
9. mBG/GFP-pDNA polyplexes transfeksiyon verimliliği
BNHEMA, Tablo 1' de gösterilen polimerizasyon derecesine göre beslendi; mBG sentezi prosedürü Şekil 1' de gösterilir. Öncelikle, BNHEMA homopomer, su-dioxane sistemindeki geri dönüşümlü ek parçalanma zinciri transferi (RAFT) yöntemi ile, bir zincir transfer ajanı olarak 4-cyanopentanoik asit dithiobenzoat kullanılarak hazırlanmıştır. İkincisi, PBNHEMA BNHEMA-b-apma blok polimer hazırlamak için bir zincir transfer ajanı olarak kullanılmışt?...
Bu çalışmada bir dizi BNHEMA-b-APMA blok polimer cationıc gen taşıyıcıları tanıtıldı. Bu blok polimerleri, geri dönüşümlü toplama-parçalanma zinciri transferi (RAFT) yöntemi ile sentezlenmiş. Hidrofilik segment BNHEMA çözünürlüğünü artırmak için tanıtıldı. Metionin ve guanidin grupları hedef yeteneği ve transfeksiyon verimliliğini artırmak için değiştirilmiş5. APMA zincir içeriği arttı ve mBG kopolimer guanidinylation mBG/pDNA polyplexes parçacık boyut...
Yazarlar bu makalede tartışılan malzeme ile ilgili herhangi bir mali organizasyon ile ilgili hiçbir çatışma olduğunu teyit.
Bu araştırma Çin Ulusal anahtar araştırma ve geliştirme programı (No. 2016YFC0905900), Çin Ulusal Doğal Bilim Vakfı (NOS. 81801827, 81872365), Jiangsu Eyaleti temel araştırma programı (doğal Bilim Vakfı, hayır tarafından desteklenmektedir. BK20181086), ve Jiangsu Kanser Hastanesi bilimsel araştırma fonu (No. ZK201605).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-hydroxybenzotriazole | Macklin Biochemical Co., Ltd,China | H810970 | ≥97.0% |
1,4-dioxane | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 10008918 | AR |
1-amidinopyrazole Hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | A107935 | 98% |
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | E106172 | AR |
4,4’-azobis(4-cyanovaleric acid) | Aladdin Co., Ltd., China | A106307 | Analytical reagent (AR) |
4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoic Acid | Aladdin Co., Ltd., China | C132316 | >97%(HPLC) |
Acetate | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 81014818 | AR |
Acetone | Sinopharm chemical reagent Co., Ltd, China | 10000418 | AR |
Agarose | Aladdin Co., Ltd., China | A118881 | High resolution |
Ascorbic acid | Aladdin Co., Ltd., China | A103533 | AR |
DMSO | Aladdin Co., Ltd., China | D103272 | AR |
Ethylene glycol | Aladdin Co., Ltd., China | E103319 | AR |
N-(3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride | Aladdin Co., Ltd., China | N129096 | ≥98.0%(HPLC) |
N,N-bis(2-hydroxyethyl)methacrylamide | ZaiQi Bio-Tech Co.,Ltd, China | CF259748 | ≥98.0%(HPLC) |
Ninhydrin | Aladdin Co., Ltd., China | N105629 | AR |
PBS buffer | Aladdin Co., Ltd., China | P196986 | pH 7.4 |
Plasmid DNA | BIOGOT Co., Ltd, China | pDNA-EGFP | pDNA-EGFP |
Plasmid DNA | BIOGOT Co., Ltd, China | Pdna | pDNA |
Sodium carbonate decahydrate | Aladdin Co., Ltd., China | S112589 | AR |
Trimethylamine | Aladdin Co., Ltd., China | T103285 | AR |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır