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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Os autores reconhecem o Prêmio ONR MURI-(NN00014-06-1-1176) e os EUA Army Medical Research e de Material Command (Grant No. W81XWH-10-1-0806) de apoio financeiro. Este material é baseado num trabalho apoiado pela National Science Foundation, Grant CEE n º 0552584 e 0851519.

1. Combinatória de Polímeros Síntese Library (Variando em Polymer Química) - veja a Figura 1 para a configuração Robotic <ol><li> Dissolver cada monómero na apropriada (concentração = 25 mg / ml) com solvente e carregar cada para uma seringa de 10 cc de gás apertado. </li><li> Anexar os solventes tubos capilares de bloqueio lure resistentes ao final de cada seringa. </li><li> Coloque as seringas nas bombas de seringa (New Era bombas de seringa Programáveis) e bloquear a posição. </li><li>...

<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>

O conhecimento das condições de síntese necessários e as temperaturas de transição vítrea (T g s) dos polímeros a ser sintetizados são essenciais para o fabrico de biblioteca. Se o T g s estão abaixo da temperatura ambiente, o passo de fabrico de nanopartículas podem ter de ser realizado num ambiente com temperatura controlada abaixo da Tg dos polímeros. Além disso, o cuidado deve ser tomado para assegurar que todo o equipamento que entra em contato com altas temperaturas e ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td></tr><tr><td> Estágio motorizado XYZ: 3x T-LSM050A, 50 mm de curso por eixo </td><td> Zaber Technologies </td><td> T-XYZ-LSM050A-KT04 </td></tr><tr><td> NE-1000 bomba de seringa única </td><td> Sistemas com bombas de Época </td><td> NE-1000 </td></tr><tr><td> Pyrex * Vista * Rimless tubos de cultura de vidro reutilizáveis </td><td> Corning </td><td> 07-250-125 </td></tr><tr><td> Cubetas de vidro </td><td> Estratégias científicos </td><td> G102 </td></tr><tr><td> LabVIEW </td><td> National Instruments </td><td> 776671-35 </td></tr><tr><td> Seringas SGE gás apertado, Luer Loc </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 509507 </td></tr><tr><td> U96 Deepwell Plates 1,3 ml e 2,0 ml </td><td> Thermo Scientific: Nunc </td><td> 278743 </td></tr><tr><td> Bem esteiras cap </td><td> Thermo Scientific: Nunc </td><td> 276000 </td></tr><tr><td> Tufão 9400 </td><td> GE Healthcare </td><td> 63-0055-79 </td></tr><tr><td> Whatman Grade 50 Círculos 90 milímetros </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

Polianidridos são uma classe de biomateriais com excelente biocompatibilidade e capacidade de entrega de drogas. Embora tenham sido estudados extensivamente com convencional de um exemplo de-a-um-tempo técnicas de síntese, uma abordagem mais recente de alto rendimento tem sido desenvolvido permitindo a síntese e teste de grandes bibliotecas de polianidridos 1. Isto irá facilitar a optimização mais eficiente e processo de concepção desses biomateriais para aplicações de entrega de drogas e vacinas. O método, neste trabalho descreve a síntese combinatória de película de polianidrido biodegradáveis ​​e bibliotecas de nanopartículas e de detecção de elevado débito de libertação de proteínas a partir destas bibliotecas. Neste método roboticamente operado (Figura 1), os actuadores lineares e bombas de seringa são controlados por LabVIEW, que permite que um protocolo de mãos-livres automatizado, eliminando o erro do utilizador. Além disso, este método permite a fabricação rápida de bibliotecas de micro-escala de polímero, vermelhoucing o tamanho do lote, enquanto que resulta na criação de sistemas de multivariante polímero. Esta abordagem combinatória para a síntese do polímero facilita a síntese de até 15 diferentes polímeros em uma quantidade equivalente de tempo que seria necessário para sintetizar um polímero convencional. Além disso, a biblioteca combinatória de polímero pode ser fabricada em geometrias em branco ou proteína-carregado incluindo filmes ou nanopartículas mediante dissolução da biblioteca de polímero em um solvente e precipitação num não-solvente (por nanopartículas), ou por secagem sob vácuo (para filmes). Durante o carregamento de uma proteína conjugados com fluorocromos para as bibliotecas de polímeros, a cinética de libertação de proteína podem ser avaliadas em alto rendimento, utilizando um método de detecção de fluorescência de base (Figuras 2 e 3), conforme descrito anteriormente 1. Esta plataforma combinatória foi validado com métodos convencionais de 2 e a película de polianidrido e bibliotecas de nanopartículas foram caracterizadas com <sup&gt; 1 H NMR e FTIR. As bibliotecas foram pesquisadas quanto a cinética de libertação da proteína, estabilidade e antigenicidade; in vitro de toxicidade celular, citocinas, produção superfície marcador de expressão, adesão, proliferação e diferenciação, e na biodistribuição in vivo e mucoadesão 1-11. O método desenvolvido aqui combinatória permite alto rendimento de síntese de polímeros e fabrico de proteína-carregado de nanopartículas e bibliotecas de película, a qual pode, por sua vez, ser rastreadas in vitro e in vivo para a optimização do desempenho do biomaterial.

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

O método descreve a síntese combinatória de película de polianidrido biodegradáveis ​​e bibliotecas de nanopartículas e de detecção de elevado débito de libertação de proteínas a partir destas bibliotecas.

Síntese combinatória de alta capacidade e liberação de proteínas a partir de polímero de Cinema e Bibliotecas Nanopartículas

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

Síntese, Assembléia e Caracterização de monocamada Protected Films nanopartículas de ouro para Eletroquímica monocamada Protein

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

Bioengenharia

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

A base de quitosana, Laser Activated adesiva Thin Film cirúrgica &quot;, SurgiLux &#39;: Preparação e demonstração

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 ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

Microarrays de polímeros para Discovery High Throughput de Biomateriais

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

High-throughput Protein Expression Generator Using a Microfluidic Platform

Alto rendimento Gerador Protein Expression Usando uma plataforma microfluídica

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

High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles

Alta capacidade de síntese de hidratos de carbono e funcionalização de nanopartículas polianidrido

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

High Throughput Single-cell and Multiple-cell Micro-encapsulation

Alta taxa de transferência de célula única e múltipla de células Micro-encapsulamento

Microfluidic encapsulation methods have been previously utilized to capture cells in picoliter-scale aqueous, monodisperse drops, providing confinement ...

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

Avaliação de Entrega Gene Polimérico Nanopartículas por Análise Nanoparticle Rastreamento e alta capacidade de Citometria de Fluxo

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Synthesis of Gold Nanoparticle Integrated Photo-responsive Liposomes and Measurement of Their Microbubble Cavitation upon Pulse Laser Excitation

Síntese de nanopartículas de ouro lipossomas Integrated Photo-reactivos e medição das suas microbolhas cavitação em cima do pulso laser de excitação

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

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

Film Extrusion of Crambe abyssinica/Wheat Gluten Blends

Extrusão de filme de<em&gt; Abyssinica Crambe</em&gt; / Glúten de trigo Blends

Crambe abyssinica is a plant with potential for use in industrial (non-food) plant oil production. The side stream from this oil production is a ...

Magnetic and Thermal-sensitive Poly(N-isopropylacrylamide)-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Poli (Magnetic and Thermal-sensitive Poly)<em&gt; N</em&gt; Microgels com base em isopropilacrilamida) para liberação controlada com disparo magnético

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were ...