Name: combinatorial synthesis of and high-throughput protein release from polymer film and nanoparticle libraries
Uploaded: 2012-09-06T12:00:00
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Les auteurs remercient le prix ONR-MURI (NN00014-06-1-1176) et le US Army Medical Research et du matériel de commande (Grant No. W81XWH-10-1-0806) pour le soutien financier. Ce matériel est basé sur des travaux appuyés par le National Science Foundation Grant n ° 0552584 et 0851519 CEE.

1. Combinatoire Polymer Bibliothèque de synthèse (variant en chimie des polymères) - voir Figure 1 pour l&#39;installation robotisée <ol><li> Dissoudre chaque monomère dans le solvant approprié (concentration = 25 mg / ml) et charger chaque gaz dans une seringue étanche à 10cc. </li><li> Fixer les tubes de verrouillage résistant aux solvants leurres capillaires à la fin de chaque seringue. </li><li> Placez les seringues sur les pompes à seringues (New Era Pompes seringues programmables) et ...

<ol>
	<li>Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel,+high-throughput+method+to+study+in+vitro+protein+release+from+polymer+nanospheres.">A novel, high-throughput method to study in vitro protein release from polymer nanospheres.</a> J. Comb. Chem. 12, 51-56 (2010).</li><li>Petersen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+innate+immune+responses+in+a+pathogen-mimicking+manner+by+amphiphilic+polyanhydride+nanoparticle+adjuvants.">Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants.</a> Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).</li><li>Vogel, B. M., Cabral, J. T., Eidelman, N., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+synthesis+and+high-throughput+dissolution+testing+of+biodegradable+polyanhydride+copolymers.">Parallel synthesis and high-throughput dissolution testing of biodegradable polyanhydride copolymers.</a> J. Comb. Chem. 7, 921-928 (2005).</li><li>Petersen, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+evaluation+of+in+vivo+biodistribution+of+polyanhydride+nanoparticles.">High-throughput evaluation of in vivo biodistribution of polyanhydride nanoparticles.</a> Adv. Healthcare Mater. , (2012).</li><li>Petersen, L. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial+design+of+biomaterials+for+drug+delivery:+opportunities+and+challenges.">Combinatorial design of biomaterials for drug delivery: opportunities and challenges.</a> Expert Opin. Drug Deliv. 5, 837-846 (2008).</li><li>Petersen, L. K., Oh, J., Sakaguchi, D. S., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amphiphilic+polyanhydride+films+promote+neural+stem+cell+adhesion+and+differentiation.">Amphiphilic polyanhydride films promote neural stem cell adhesion and differentiation.</a> Tissue Eng. 17, 2533-2541 (2011).</li><li>Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+analysis+of+protein+stability+in+polyanhydride+nanoparticles.">High-throughput analysis of protein stability in polyanhydride nanoparticles.</a> Acta Biomater. 6, 3873-3881 (2010).</li><li>Petersen, L. K., Xue, L., Wannemuehler, M. J., Rajan, K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+simultaneous+effect+of+polymer+chemistry+and+device+geometry+on+the+in+vitro+activation+of+murine+dendritic+cells.">The simultaneous effect of polymer chemistry and device geometry on the in vitro activation of murine dendritic cells.</a> Biomaterials. 30, 5131-5142 (2009).</li><li>Thorstenson, J. B., Petersen, L. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combinatorial/high-throughput+methods+for+the+determination+of+polyanhydride+phase+behavior.">Combinatorial/high-throughput methods for the determination of polyanhydride phase behavior.</a> J. Comb. Chem. 11, 820-828 (2009).</li><li>Xue, L., Petersen, L., Broderick, S., Narasimhan, B., Rajan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+factors+controlling+protein+release+from+combinatorial+biomaterial+libraries+via+hybrid+data+mining+methods.">Identifying factors controlling protein release from combinatorial biomaterial libraries via hybrid data mining methods.</a> ACS Comb. Sci. 13, 50-58 (2011).</li><li>Adler, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+cell-based+screening+of+biodegradable+polyanhydride+libraries.">High-throughput cell-based screening of biodegradable polyanhydride libraries.</a> Comb. Chem. High Through. Screen. 12, 634-645 (2009).</li><li>Determan, A. S., Trewyn, B. G., Lin, V. S., Nilsen-Hamilton, M., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation,+stabilization,+and+release+of+BSA-FITC+from+polyanhydride+microspheres.">Encapsulation, stabilization, and release of BSA-FITC from polyanhydride microspheres.</a> J. Control. Release. 100, 97-109 (2004).</li><li>Determan, A. S., Wilson, J. H., Kipper, M. J., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+stability+in+the+presence+of+polymer+degradation+products:+consequences+for+controlled+release+formulations.">Protein stability in the presence of polymer degradation products: consequences for controlled release formulations.</a> Biomaterials. 27, 3312-3320 (2006).</li><li>Torres, M. P., Determan, A. S., Anderson, G. L., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amphiphilic+polyanhydrides+for+protein+stabilization+and+release.">Amphiphilic polyanhydrides for protein stabilization and release.</a> Biomaterials. 28, 108-116 (2007).</li><li>Torres, M. P., Vogel, B. M., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+novel+polyanhydrides+with+tailored+erosion+mechanisms.">Synthesis and characterization of novel polyanhydrides with tailored erosion mechanisms.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 76, 102-110 (2006).</li><li>Carrillo-Conde, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+into+amphiphilic+polyanhydride+microparticles+stabilizes+Yersinia+pestis+antigens.">Encapsulation into amphiphilic polyanhydride microparticles stabilizes Yersinia pestis antigens.</a> Acta Biomater. 6, 3110-3119 (2010).</li></ol>

Connaissance des conditions de synthèse nécessaires et les températures de transition vitreuse (Tg) des polymères étant synthétisés sont indispensables pour la fabrication de la bibliothèque. Si la Tg est inférieure à la température ambiante, l&#39;étape de fabrication de nanoparticules peuvent avoir besoin d&#39;être effectuée dans un environnement à température contrôlée en dessous de la T g des polymères. En outre, des précautions doivent être prises pour s&#39;as...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td></tr><tr><td> Motorisée XYZ étape: 3x T-LSM050A, course 50 mm par axe </td><td> Technologies Zaber </td><td> T-XYZ-LSM050A-KT04 </td></tr><tr><td> NE-1000 Pompe à seringue unique </td><td> Nouveaux systèmes de pompage Era </td><td> NE-1000 </td></tr><tr><td> Pyrex * Vista * Rimless réutilisables Tubes de culture en verre </td><td> Corning </td><td> 07-250-125 </td></tr><tr><td> Cuves en verre </td><td> Stratégies scientifiques </td><td> G102 </td></tr><tr><td> LabVIEW </td><td> National Instruments </td><td> 776671-35 </td></tr><tr><td> Seringues étanches aux gaz SGE, Luer Loc </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 509507 </td></tr><tr><td> U96 DeepWell plaques 1,3 ml et 2,0 ml </td><td> Thermo Scientific: Nunc </td><td> 278743 </td></tr><tr><td> Tapis de capitalisation ainsi </td><td> Thermo Scientific: Nunc </td><td> 276000 </td></tr><tr><td> Typhoon 9400 </td><td> GE Healthcare </td><td> 63-0055-79 </td></tr><tr><td> Whatman Grade 50 cercles de 90 mm </td><td> Whatman </td><td> 1450-090 </td></tr></tbody></table>

combinatorial synthesis of and high-throughput protein release from polymer film and nanoparticle libraries

Polyanhydrides sont une classe de biomatériaux avec une excellente biocompatibilité et les capacités d&#39;administration de médicaments. Même si elles ont été largement étudiés avec conventionnelle d&#39;un échantillon-à-la-fois des techniques de synthèse, une étude plus récente à haut débit approche a été développée permettant la synthèse et le test des grandes bibliothèques de polyanhydrides 1. Cela facilitera l&#39;optimisation plus efficace et processus de conception de ces biomatériaux pour la délivrance de médicaments et de vaccins. La méthode présentée dans ce travail décrit la synthèse combinatoire du film polyanhydride biodégradable et bibliothèques nanoparticules et la détection à haut débit de la libération de protéines à partir de ces bibliothèques. Dans ce procédé robot actionné (figure 1), des actionneurs linéaires et les pompes à seringue sont commandés par LabVIEW, qui permet à un protocole automatisé mains libres, ce qui élimine une erreur d&#39;utilisateur. De plus, cette méthode permet la fabrication rapide de bibliothèques polymères micro-échelle, rougepremière utilisation de la taille du lot tout en conduisant à la création de systèmes de polymères multivariée. Cette approche combinatoire pour la synthèse de polymères facilite la synthèse de jusqu&#39;à 15 différents polymères en une quantité équivalente de temps il faudrait pour synthétiser un polymère classique. En outre, la banque combinatoire de polymère peut être fabriqué dans des géométries vides ou protéine-chargé notamment des films ou des nanoparticules lors de la dissolution de la bibliothèque de polymère dans un solvant et précipitation dans un non-solvant (nanoparticules) ou par séchage sous vide (pour les films). Lors du chargement d&#39;une protéine conjugué à un fluorochrome dans les bibliothèques de polymères, cinétique de libération de protéines peut être évalué à haut débit en utilisant une méthode de détection basée sur la fluorescence (figures 2 et 3) comme décrit précédemment 1. Cette plate-forme combinatoire a été validé avec des méthodes conventionnelles 2 et le film polyanhydride et les bibliothèques des nanoparticules ont été caractérisées par <sup&gt; 1 H RMN et FTIR. Les bibliothèques ont été sélectionnés pour la cinétique de libération de protéines, de stabilité et d&#39;antigénicité, la toxicité cellulaire in vitro, la production de cytokines, marqueurs expression à la surface, l&#39;adhérence, la prolifération et de la différenciation et de biodistribution in vivo et mucoadhésion 1-11. La méthode combinatoire développée ici permet la synthèse de polymères à haut débit et la fabrication de protéines chargé de nanoparticules et de cinémathèques, qui peut, à son tour, être examinés in vitro et in vivo pour l&#39;optimisation de la performance biomatériau.

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Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries

Cette méthode décrit la synthèse combinatoire du film polyanhydride biodégradable et bibliothèques nanoparticules et la détection à haut débit de la libération de protéines à partir de ces bibliothèques.

Synthèse combinatoire des protéines et de décharge à haut débit à partir du film polymère et bibliothèques nanoparticules

Polyanhydrides are a class of biomaterials with excellent biocompatibility and drug delivery capabilities. While they have been studied extensively with ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Synthesis, Assembly, and Characterization of Monolayer Protected Gold Nanoparticle Films for Protein Monolayer Electrochemistry

Synthèse, l&#39;Assemblée, et caractérisation des nanoparticules Monocouche protégées Films d&#39;or pour Electrochimie monocouche de protéines

Colloidal gold nanoparticles protected with alkanethiolate ligands called monolayer protected gold clusters (MPCs) are synthesized and subsequently ...

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Bio-ingénierie

A Chitosan Based, Laser Activated Thin Film Surgical Adhesive, 'SurgiLux': Preparation and Demonstration

Un Based Chitosan, Laser adhésif activé Thin Film chirurgicaux, «SurgiLux &#39;: Préparation et démonstration

Sutures are a 4,000 year old technology that remain the 'gold-standard' for wound closure by virtue of their repair strength (~100 KPa). However, sutures ...

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Microarrays polymères pour la découverte à haut débit des biomatériaux

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

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À haut débit Générateur expression des protéines utilisant une plate-forme microfluidique

Rapidly increasing fields, such as systems biology, require the development and implementation of new technologies, enabling high-throughput and ...

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À haut débit la synthèse des glucides et fonctionnalisation de nanoparticules polyanhydride

Transdisciplinary approaches involving areas such as material design, nanotechnology, chemistry, and immunology have to be utilized to rationally design ...

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Évaluation de livraison Gene polymère nanoparticules d&#39;analyse de suivi par des nanoparticules et de cytométrie en flux à haut débit

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Photo-responsive nanoparticles (NPs) have received considerable attention because of their potential in providing spatial, temporal, and dosage control ...

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