Name: combinatorial synthesis of and high-throughput protein release from polymer film and nanoparticle libraries
Uploaded: 2012-09-06T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries at JoVE.com

Yazarlar mali destek için ONR-MURI Ödülü (NN00014-06-1-1176) ve US Army Medical Research ve Materyal Komutanlığı (Hibe No W81XWH-10-1-0806) kabul etmektesiniz. Bu malzeme Hibe sayılı AET 0552584 ve 0851519 altında Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen çalışma dayanır.

1. Kombinatoryel Polimer Kütüphane Sentezi (Polimer Kimyası Değişen) - Robotik Kurulum için Şekil 1&#39;e bakınız <ol><li> Uygun bir çözücü (konsantrasyon = 25 mg / ml) her bir monomer çözülür ve bir 10cc gaz geçirmez şırınga içine her bir yük. </li><li> Her bir şırınga sonuna kadar çözücü dirençli yem kilit kılcal tüpler takın. </li><li> Şırınga pompaları (New Era Programlanabilir Şırınga Pompaları) üzerinde şırınga yerleştirin ve yerine kilitleyin. </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>

Gerekli sentez koşulları ve sentezlendiği polimerlerin cam geçiş sıcaklığı (T g s) bilgisi kütüphane üretimi için gereklidir. T g s oda sıcaklığının altında olması durumunda, nanoparçacık imalat adımı polimerlerin T g altında bir sıcaklık kontrollü bir ortamda gerçekleştirilebilir gerekebilir. Ayrıca, dikkatli yüksek sıcaklık ve solvent ile temas tüm ekipmanların bu koşullar işlemek için uygun olmalıdır sağlamak için alınmalıdır. Bu protokol ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Isim </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td></tr><tr><td> Motorlu XYZ Aşama: 3x T-LSM050A, eksen başına 50 mm seyahat </td><td> Zaber Teknolojileri </td><td> T-XYZ-LSM050A-KT04 </td></tr><tr><td> KD-1000 Tek Şırınga Pompası </td><td> New Era Pompa Sistemleri </td><td> KD-1000 </td></tr><tr><td> Pyrex * Vista * Çerçevesiz Yeniden Cam Kültür Tüpler </td><td> Corning </td><td> 07-250-125 </td></tr><tr><td> Cam küvetler </td><td> Bilimsel Stratejileri </td><td> G102 </td></tr><tr><td> LabVIEW </td><td> National Instruments </td><td> 776671-35 </td></tr><tr><td> SGE Gaz Geçirmez Şırınga, Luer Loc </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 509507 </td></tr><tr><td> U96 derin kuyucuklu plakalar 1.3 ml ve 2.0 ml </td><td> Thermo Scientific: Nunc </td><td> 278743 </td></tr><tr><td> Peki kap paspaslar </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 Sınıf 50 Çemberleri 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 mükemmel biyouyumluluk ve ilaç dağıtım yetenekleri ile biyomalzemelerin bir sınıf vardır. Onlar ile kapsamlı araştırmalar yapılmış olsa da, geleneksel tek-örnek-bir-zamanda sentez teknikleri, daha yeni high-throughput yaklaşım polyanhydrides 1 büyük kütüphaneler sentez ve test edilmesi için geliştirilmiştir. Bu daha verimli optimizasyon ve ilaç ve aşı dağıtım uygulamaları için bu biyomalzemelerin tasarım süreci kolaylaştıracaktır. Bu çalışmada yöntem biyolojik polianhidrid film ve nanoparçacık kütüphanelerin kombinatoryal sentezi ve bu kütüphanelerin protein serbest high-throughput algılama anlatılmaktadır. Bu robot ameliyat yöntemi (Şekil 1), lineer aktüatörler ve şırınga pompaları kullanıcı hatası ortadan kaldırarak, bir hands-free otomatik protokolü sağlayan LabVIEW, tarafından kontrol edilir. Dahası, bu yöntem, mikro ölçekte polimer kütüphanelerinin hızlı üretim, kırmızı sağlarmultivaryan polimer sistemlerinin kurulması ile sonuçlanan süre toplu iş boyutu ucing. Bu polimer sentezi için kombinatoryal yaklaşım geleneksel olarak bir polimer sentezlemek için alacağı zaman eşdeğer bir miktar içinde 15 farklı polimer kadar sentezini kolaylaştırır. Buna ek olarak, kombinatoryal polimer kütüphanesi (nanopartiküller için) olmayan bir çözücü içinde ya da vakum kurutma (filmleri için) bir çözücü ile çökeltme olarak polimer film ya da kütüphane çözünme üzerine boş veya nano partiküller içeren protein yüklü geometrilere imal edilebilir. Polimer kütüphaneler içine bir florokrom-konjuge protein yükleme sonra, protein serbest bırakma kinetikleri daha önce tarif edildiği gibi 1, bir floresan merkezli tespit yöntemi, (Şekil 2 ve 3) kullanılarak yüksek işlem de tespit edilebilir. Bu kombinatoryal platformu geleneksel yöntemlerle valide edilmiş 2 ve polianhidrid film ve nanoparçacık kütüphaneler ile karakterize edilmiştir <sup&gt; 1 H NMR ve FTIR. In vitro hücresel toksisite, sitokin üretimi, yüzey işaretleyici ifade, yapışması, çoğalması ve farklılaşması;; kütüphaneler proteini serbest kinetiği, istikrar ve antijeniteye için elemeden geçirildi ve in vivo biyodağılımını ve mucoadhesion 1-11. Burada geliştirilen kombinatoryal yöntem, sırayla, biyomalzeme performansın optimizasyonu için in vitro ve in vivo olarak taranması için protein yüklü nanopartikül filmin ve kütüphanelerinin yüksek verimli polimer sentezi ve imalatı mümkün kılar.

Watch this Scientific Journal Video about Combinatorial Synthesis of and High-throughput Protein Release from Polymer Film and Nanoparticle Libraries at JoVE.com

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

Bu yöntem biyolojik polianhidrid film ve nanoparçacık kütüphanelerin kombinatoryal sentezi ve bu kütüphanelerin protein serbest high-throughput algılama anlatılmaktadır.

Kombinatorik Sentezi ve Polimer Film ve Nanoparçacık Kütüphaneler gelen Yüksek throughput Protein Yayın

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

Monolayer sentezi, Montaj ve Karakterizasyonu Protein Monolayer Elektrokimya Korumalı Altın Nanopartikül Filmler

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

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

Bir Kitosan Bazlı, Lazer Aktif İnce Film Cerrahi Yapıştırıcı, &#39;SurgiLux&#39;: Hazırlık ve Gösteri

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

Biyomalzemelerin Yüksek Verimli Discovery için Polimer Mikroarray&#39;ler

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

Bir mikroakışkan Platform kullanarak Yüksek throughput Protein Ekspresyonu Jeneratör

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

Polianhidrid Nanopartiküller Yüksek throughput Karbonhidrat sentezi ve işlevsel

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

Yüksek Verim Micro-encapsulation Tek hücreli ve Çoklu-hücre

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

Polimerik Gen Taşıyıcı Değerlendirilmesi Nanoparçacık İzleme Analizi ve Yüksek throughput Flow Sitometri tarafından Nanopartiküller

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

Darbe Lazer Tahrik olma üzerine Altın Nanopartikül Entegre Fotoğraf duyarlı lipozomlar ve Bunların Mikro-kabarcık Kavitasyon Ölçülmesi Sentezi

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

Film Ekstrüzyon<em&gt; Crambe abyssinica</em&gt; / Buğday Gluten Karışımları

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

Manyetik ve Termal Duyarlı Poli (<em&gt; K</em&gt; -izopropilakrilamid) Esaslı Manyetik Tetiklemeli Kontrollü Salınım İçin Mikrojeller

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