Name: microwave-assisted functionalization of poly(ethylene glycol) and on-resin peptides for use in chain polymerizations and hydrogel formation
Uploaded: 2013-10-29T18:30:00
Duration: 15 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation at JoVE.com

Detta arbete har finansierats delvis av Howard Hughes Med-in-Grad gemenskap (AVH), genom nystartade fonder som Dr Danielle Benoit från University of Rochester och Ortopedisk Forskning och utbildning Foundation / Musculoskeletal Transplant Foundation (fastighetsfonder / MTF). Författarna vill tacka Dr James L. McGrath för att använda sin utrustning.

1. Mikrovågsassisterad syntes av PEGDM <ol><li> För att förhindra kontaminering med vatten, varvid pre-torr hela glasvaran i en ugn (&gt; 60 ° C) i en timme. OBS: Obligatorisk glas ingår: två 100 ml-bägare, en 250 ml-bägare, 3 spatlar, en 250 ml-Büchner-kolv, en 7-cm Buchner-tratt, en 10-cm urglas. </li><li> Pre-chill 100-150 ml vattenfri dietyleter (74.12 g / mol) för fällning därefter vid steg 1.6 genom att hälla den i en bägare, som täcker över bägaren med ett urglas och placerar bägaren på en omkristallisering skål fylld med is. Flytta mikrovågsugn och virvel i ett dragskåp. Anm: Dietyleter kan också förkyld placerar bägaren på en kemisk frys. Den lägre dietyleter temperatur uppnås genom kylning i en frys kommer att öka hastigheten och effektiviteten för nederbörd. </li><li> I en liten väga båt Väg in 5 g poly (etylenglykol) (PEG) av molekylerlar vikten på ditt val (1,000-100,000 Da). <ol><li> Om det finns, ta bort plastbiten från locket på scintillationsflaska. Tarera flaskan, och dispensera 10 molärt överskott av metakrylsyraanhydrid i flaskan (MA, 154,16 g / mol) per ekvation 1 i huvan. Lägg PEG till scintillationsflaska. <img alt="Ekvation 1" fo:content-width="200px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.jpg" width="250px" /> (1) där <img alt="Ekvation 1,1" fo:content-width="30px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.1.jpg" width="30px" /> är massan av PEG i g, <img alt="Ekvation 1,2" fo:content-width="30px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.2.jpg" width="40px" /> är molekylvikten av PEG i g / mol, <img alt="Ekvation 1,3" fo:content-width="40px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.3.jpg" width="40px" /> är antalet terminala OH-grupper på PEG, och <img alt="Ekvation 1,4" fo:content-width="30px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.4.jpg" width="40px" /> är molekylerlar vikten av MA i g / mol. </li></ol></li><li> Löst vrid locket på scintillationsflaska. Ställ mikrovågsugnen till 5 min på högsta effekt. Bära värmebeständiga handskar, ta bort flaskan från mikrovågsugnen var 30 sek. <ol><li> Dra åt locket och skaka i 30 sekunder. Upprepa tills lösningen har microwaved för fullständig 5 min. Hättan kan behöva bytas ut under förfarandet på grund av sprickbildning. </li></ol></li><li> Med locket lossat, låt PEGDM svalna till rumstemperatur. Upplös PEGDM i en liten mängd (10-15 ml) av diklormetan (DCM, 84,93 g / mol). Anmärkning: Det rekommenderas att den PEGDM svalna signifikant (~ 5 min) innan DCM Dessutom, för att förhindra kokning av DCM (en misstänkt cancerframkallande ämne) på grund av kvarvarande värme. Den PEGDM kan brytas i små bitar med hjälp av en spatel och vortex att underlätta upplösningen. </li><li> Fällning PEGDM i 10x överskott iskall dietyleter under 20 min. Obs: Det kan vara nödvändigt att scRatch bägarens sidor med en spatel för att initiera kristallbildning för att utfälla lågmolekylära PEG (2500 Da), men kommer PEG med en molekylvikt under 1000 Da inte utfälla trots repor. </li><li> Med användning av en Biichner-tratt och kolv, samla in de PEGDM genom vakuumfiltrering. Filtrera inte till fullständig torrhet, eftersom detta kommer att öka vatten adsorption till PEGDM. OBS: Om det behövs för det specifika vakuumsystem i bruk, kan en vakuumfälla placeras mellan filtrerings setup och vakuumkällan för att skydda vakuumpumpen från att skadas av ångor från lösningsmedel. </li><li> Överför den filtrerade PEGDM till ett 50 ml koniskt rör med en stor gauge nål genomborrad genom locket för ventilation. Förvara över natten i en vakuumkammare för att torka. </li><li> Lös åter PEGDM i DCM och återutfälla (som i 1,5-1,7 steg) som ett slutligt steg för att avlägsna oreagerad MOR. Torka igen som i steg 1.8. </li></ol> 2. Karakterisering av PEGDM Funktion <ol><li> Använda deutererad kloroform (120,38 g / mol) som lösningsmedel, framställning av prover för ett H-NMR. Placera ett litet prov av PEGDM (≈ 10 mg) i en scintillationsampull med en liten mängd av lösningsmedlet (≈ 1,0 ml). Mål-koncentrationen är 10 mg / ml. <ol><li> När provet är upplöst, överföra den till en ren NMR-rör. Provet bör fylla de nedersta 4-5 cm av NMR-rör. </li></ol></li><li> Samla proton-NMR-spektra. Våra data samlas in med hjälp av en 400 MHz-spektrometer. Kör prover i rumstemperatur i minst 64 scanningar för att få underlag upplösning. </li><li> Om NMR-analys (Figur 4) visar PEGDM funktionalisering är mindre än 90%, bör det methacrylation proceduren upprepas. Justera massa MA används för att redogöra för den minskade mängden icke-funktionaliserad PEG. </li></ol> Obs: procent av PEG funktion in PEGDM kan beräknas ur den observerade: teoretiska förhållandet mellan terminal methacrylate protoner (a, b och c) till centrala PEG protoner (d) (Figur 4). För linjära PEG, är det teoretiska antal centrala PEG protoner beräknas genom ekvation 2: <img alt="Ekvation 2" fo:content-width="150px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq2.jpg" width="200px" /> (2) där <img alt="Ekvation 2,1" fo:content-width="30px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq2.1.jpg" width="40px" /> är molekylvikten av PEG i g / mol och <img alt="Ekvation 2,2" fo:content-width="30px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq2.2.jpg" width="70px" /> är molekylvikten av en enda PEG upprepningen (44 g / mol). För icke-linjära PEG, måste denna ekvation ändras för att återspegla den specifika förgreningsstruktur (Figur 1). Den procent funktion kan sedan beräknas med hjälp av ekvation 3: <img alt="Ekvation 3" fo:content-width="150px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq3.jpg" width="300px" /> (3) där <img alt="Ekvation 3,1" fo:content-width="30px" src = &quot;/ files/ftp_upload/50890/50890eq3.1.jpg&quot; width = &quot;40px&quot; /&gt; är den observerade ytan under topp d (δ = 6,63 ppm), <img alt="Ekvation 3,2" fo:content-width="40px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq3.2.jpg" width="40px" /> är det observerade området under metakrylat protontoppar (a, δ = 1,94 ppm, b och c, δ = 5,57 och 6,12 ppm) och <img alt="Ekvation 3,3" fo:content-width="40px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq3.3.jpg" width="40px" /> är det teoretiska antalet metakrylat-protoner (a = 3 * <img alt="Ekvation 1,3" fo:content-width="40px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.3.jpg" width="60px" /> , B = 1 * <img alt="Ekvation 1,3" fo:content-width="40px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.3.jpg" width="60px" /> och c = 1 * <img alt="Ekvation 1,3" fo:content-width="40px" src="/files/ftp_upload/50890/50890eq1.3.jpg" width="60px" /> - 6, 2 respektive 2 för linjär PEG). Den funktionprocentberäkning ska utföras med toppar a, b och c var för sig, och sedan averaged för att få en samlad procent funktionalisering. Anm: Tillräckligt funktionaliserad PEGDM kan sedan dialyseras (i vatten, mot vatten) och uppsamlades genom lyofilisering för att avlägsna återstående metakrylsyraanhydrid och metakrylsyra. Den slutliga produkten ska blandas med en liten mängd (0,01 vikt-%) av inhibitor, såsom citronsyra eller vitamin C och förvarades med torkmedel vid -20 ° C fram till användning. Slut PEGDM produkt kan användas för att producera hydrogel, som beskrivs i JUPITER artikel av Khetan och Burdick 22. 3. Mikrovågsassisterad funktionalisering av On-harts peptider Obs: Våra peptider syntetiseras med användning av Fmoc-Gly-Wang-harts, med användning av en automatiserad peptidsyntesapparat med UV-övervakning, och 0,2 M aminosyralösningar i N-metylpyrrolidon (NMP, 99,1 g / mol). 5% piperazin (86,1 g / mol) i dimetylformamid (DMF, 73,1 g / mol) användes för avlägsnande av skyddsgrupper, 0,5 M O-bensotriazol-N, N, N &#39;, N&#39;-tetrametyl-uronium-hexafluoro-fosfat (HBTU, 379,3 g / mol) i DMF användes som aktivator, och 2 M diisopropyletylamin (DIEA, 129,3 g / mol) i NMP används som aktivator bas. Peptider kan även erhållas från en kommersiell peptid leverantör. Vid användning av kommersiella källor är det viktigt att peptider upphandlas på-harts med sidokedjan aminosyran skyddande grupper intakta istället helt kluvna, som är standard. OBS: Det är viktigt att eventuella aminosyror med reaktiva sidokedjor är skyddade, så att metakrylamid funktion endast uppträder vid den primära aminen med N-änden av sekvensen. Se Tabell 1 för aminosyror med reaktiva sidogrupper, och typiska skyddsgrupper. Aminosyror med skyddande grupper är införlivade i sekvensen under peptidsyntes på samma sätt som oskyddade aminosyror, och är ofta tillgängliga från samma aminosyra leverantörer. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="502"&gt; <colgroup><col /><col /><col /></colgroup><tbody><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:144px;"> AMINOSYRA </td><td style="width:163px;"> Reaktiv grupp </td><td style="width:196px;"> Skyddsgrupp </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:144px;"> Lysin </td><td style="width:163px;"> Primär amin </td><td style="width:196px;"> tert-butyloxikarbonyl (Boc) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:144px;"> Serin </td><td style="width:163px;"> Primär alkohol </td><td style="width:196px;"> tert-butyl (tBu) </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:144px;"> Treonin </td><td style="width:163px;"> Sekundär alkohol </td><td style="width:196px;"> tBu </td></tr><tr height="21"><td height="21" style="height:21px;width:144px;"> Tyrosin </td><td style="width:163px;"> Fenol</td><td style="width:196px;"> tBu </td></tr></tbody></table> Tabell 1: Reaktiva aminosyror och typiska skyddsgrupper. <ol><li> Syntetisera peptider med användning av standard-fast fas-peptidsyntes, och lagra på hartset vid 4 ° C i DMF tills klar för användning. </li><li> Med hjälp av en 7 cm Buchner-tratt med filterpapper och 250 ml kolv, samla peptidhartset från DMF via filtrering. </li><li> Om de är närvarande bort plastbiten från locket till scintillationsampull. Överför massan till scintillationsampull. Med användning av en engångspipett, lägg bara tillräckligt MA att täcka hartset i scintillationsflaska. </li><li> Löst placera locket på scintillationsflaska. Ställ mikrovågsugnen till 3 min på högsta effekt. Bära värmebeständiga handskar, ta bort flaskan från mikrovågsugnen var 15-20 sek. <ol><li> Dra åt locket och skaka i 15 sekunder. Upprepa tills lösningen har microwaved för full 3 min. </li></ol></li><li> Med locket lossas, låt peptidlösningen svalna till rumstemperatur. Med hjälp av en liten mängd DMF och en Biichner-tratt med filterpapper och kolv, samla peptidhartset från ampullen. </li><li> Överför peptidhartset till ett färskt scintillationsflaska och spjälka och avskydda peptiden. <ol><li> Per 0,25 mmol harts använder vi en 2 tim vid rumstemperatur reaktionen med rotation, med hjälp av ett klyvnings cocktail av 18,5 ml trifluorättiksyra (TFA, 114,02 g / mol) med 0,5 ml vardera av triisopropylsilan (TIPS, 158,36 g / mol), 3,6-dioxa-1 ,8-octanedithiol (Dodt, 182,30 g / mol) och avjoniserat vatten (18,02 g / mol). OBS: Denna cocktail är tillräckligt för de flesta peptider, men kommer inte avskydda 2,2,4,6,7-pentametyl-dihydrobensofuran-5-sulfonyl (Pbf)-skyddade aminosyror (som vanligen används för att skydda arginin sidokedjor). Om sekvensen innehåller några Pbf-skyddade grupper, bör 0,5 ml av TFA ersättas med 0,5 ml tioanisol (124.20 g / mol) och spjälkning tid ökade till 4 timmar. OBS: Om en molnig, kristallint ämne bildas i klyvningen cocktail peptiden sannolikt kraschar ut ur lösningen och volymen av klyvnings cocktail bör fördubblas. </li></ol></li><li> Kyl 400 ml vattenfri dietyleter på is i en bägare täckt med urglas. </li><li> Fällning peptiden i 10x överskott dietyleter, och delar upp lösningen jämnt bland fyra 50 ml koniska rör. Centrifugera vid 3200 x g under 10 min för att samla in peptiden. <ol><li> Häll bort etern, och återsuspendera-peptid i 100 ml färsk dietyleter fördelade mellan två 50 m koniska rör. Upprepa centrifugerprocessen återsuspendering i 50 ml färsk eter två gånger för totalt fyra etertvättar. Anmärkning: Detta avlägsnar de kemikalier som används i klyvningscocktail och spjälkades skyddande grupper från den fasta peptiden. </li></ol></li><li> Efter den sista centrifugeringssteget, dekantera avfalls ethenne och torka peptiden natten under vakuum. </li></ol> 4. Karakterisering av Peptid Funktion <ol><li> Använd 50:50 H2O: Acetonitril (41,05 g / mol) + 0,1% TFA som lösningsmedel för MALDI-TOF-analys av peptidprover. Placera ett litet prov (1-2 mg) av peptiden i en 1,5 ml Eppendorf-rör och upplösning av provet i 1 ml av MALDI lösningsmedel. </li><li> Förbered matrislösningen. En vanligen använda matris α-cyano-4-hydroxikanelsyra (CHCA, 189,2 g / mol) som matris. Lös upp 10 mg / ml matris i MALDI lösningsmedel, som bildar en lager matrislösning. Anm: Matrisen stamlösningen kan lagras vid rumstemperatur under upp till en vecka för ytterligare analyser. </li><li> Kombinera peptiden och matrislösningen i ett förhållande 1:1. Spot denna kombinerade lösningen på tre separata ställen på MALDI-provplattan och att addera en pl / fläck. <ol><li> Torka fläckar, antingen genom lufttorkning eller med hjälp av en värmepistol. Respot och torr varjeprovet. OBS: Respotting ger en mer enhetlig peptid / matrisprov, och hjälper till att få en tydlig signal. En standardpeptidblandning bör också kombineras med matrislösningen i ett förhållande 1:1 och fläckig (endast en gång) på MALDI plattan. </li></ol></li><li> Samla MALDI-TOF-data. På grund av tillsatsen av det metakrylamid gruppen till N-terminalen av peptiden, bör det finnas en 68 g / mol ökning i molekylvikt över den för peptidmolekylvikten enbart. OBS: Som den PEGDM syntes kan peptiderna inte refunctionalized, som vid klyvning av de skyddande grupperna på aminosyror med reaktiva sidokedjor avlägsnas, och den selektiva funktionaliseringen av N-terminaler inte längre kan säkerställas. <ol><li> Om MALDI-analys (figur 5) visar peptiden fullständigt funktionaliserade, och alla skyddsgrupper på lämpligt sätt klyvas, kan peptiden dialyserades (i vatten, mot vatten) och uppsamlades genom lyofilisering för att Avtagbare restföroreningar (cleavage cocktail, eter, klyvs skyddande grupper etc). Den fasta peptiden bör överföras till en liten Eppendorf-rör och lagrades vid -20 ° C fram till användning. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Lin, C. C., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEG+Hydrogels+for+the+Controlled+Release+of+Biomolecules+in+Regenerative+Medicine.">PEG Hydrogels for the Controlled Release of Biomolecules in Regenerative Medicine.</a> Pharm. Res. 26, 631-643 (2009).</li><li>Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review:+Photopolymerizable+and+degradable+biomaterials+for+tissue+engineering+applications.">Review: Photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications.</a> Tissue Eng. 13, 2369-2385 (2007).</li><li>Peppas, N. A., Hilt, J. Z., Khademhosseini, A., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogels+in+biology+and+medicine:+From+molecular+principles+to+bionanotechnology.">Hydrogels in biology and medicine: From molecular principles to bionanotechnology.</a> Adv. Mater. 18, 1345-1360 (2006).</li><li>Lutolf, M. P., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+biomaterials+as+instructive+extracellular+microenvironments+for+morphogenesis+in+tissue+engineering.">Synthetic biomaterials as instructive extracellular microenvironments for morphogenesis in tissue engineering.</a> Nat. Biotechnol. 23, 47-55 (2005).</li><li>Benoit, D. S., Durney, A. R., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+heparin-functionalized+PEG+hydrogels+on+three-dimensional+human+mesenchymal+stem+cell+osteogenic+differentiation.">The effect of heparin-functionalized PEG hydrogels on three-dimensional human mesenchymal stem cell osteogenic differentiation.</a> Biomaterials. 28, 66-77 (2007).</li><li>Benoit, D. S., Collins, S. D., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+hydrogels+that+promote+osteogenic+human+mesenchymal+stem+cell+differentiation+through+stimulation+and+sequestering+of+bone+morphogenic+protein+2.">Multifunctional hydrogels that promote osteogenic human mesenchymal stem cell differentiation through stimulation and sequestering of bone morphogenic protein 2.</a> Adv. Funct. Mater. 17, 2085-2093 (2007).</li><li>Fairbanks, B. D., 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=A+Versatile+Synthetic+Extracellular+Matrix+Mimic+via+Thiol-Norbornene+Photopolymerization.">A Versatile Synthetic Extracellular Matrix Mimic via Thiol-Norbornene Photopolymerization.</a> Adv. Mater. 21, 5005 (2009).</li><li>Moon, J. J., Hahn, M. S., Kim, I., Nsiah, B. A., West, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterning+of+Poly(Ethylene+Glycol)+Diacrylate+Hydrogels+with+Biomolecules+to+Regulate+and+Guide+Endothelial+Morphogenesis.">Micropatterning of Poly(Ethylene Glycol) Diacrylate Hydrogels with Biomolecules to Regulate and Guide Endothelial Morphogenesis.</a> Tissue Eng. A. 15, 579-585 (2009).</li><li>Burdick, J. A., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoencapsulation+of+osteoblasts+in+injectable+RGD-modified+PEG+hydrogels+for+bone+tissue+engineering.">Photoencapsulation of osteoblasts in injectable RGD-modified PEG hydrogels for bone tissue engineering.</a> Biomaterials. 23, 4315-4323 (2002).</li><li>Yanez-Soto, B., Liliensiek, S. J., Murphy, C. J., Nealey, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemically+and+topographically+engineered+poly(ethylene+glycol)+diacrylate+hydrogels+with+biomimetic+characteristics+as+substrates+for+human+corneal+epithelial+cells.">Biochemically and topographically engineered poly(ethylene glycol) diacrylate hydrogels with biomimetic characteristics as substrates for human corneal epithelial cells.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 101A, 1184-1194 (2013).</li><li>Benoit, D. S. W., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heparin+functionalized+PEG+gels+that+modulate+protein+adsorption+for+hMSC+adhesion+and+differentiation.">Heparin functionalized PEG gels that modulate protein adsorption for hMSC adhesion and differentiation.</a> Acta Biomater. 1, 461-470 (2005).</li><li>Lin-Gibson, S., 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=Synthesis+and+characterization+of+PEG+dimethacrylates+and+their+hydrogels.">Synthesis and characterization of PEG dimethacrylates and their hydrogels.</a> Biomacromolecules. 5, 1280-1287 (2004).</li><li>Anseth, K. S., Wang, C. M., Bowman, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reaction+Behavior+and+Kinetic+Constants+for+Photopolymerizations+of+Multi(Meth)Acrylate+Monomers.">Reaction Behavior and Kinetic Constants for Photopolymerizations of Multi(Meth)Acrylate Monomers.</a> Polymer. 35 (94), 3243-3250 (1994).</li><li>Bencherif, S. 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=End-group+effects+on+the+properties+of+PEG-co-PGA+hydrogels.">End-group effects on the properties of PEG-co-PGA hydrogels.</a> Acta Biomater. 5, 1872-1883 (1016).</li><li>Rydholm, A. E., Bowman, C. N., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradable+thiol-acrylate+photopolymers:+polymerization+and+degradation+behavior+of+an+in+situ+forming+biomaterial.">Degradable thiol-acrylate photopolymers: polymerization and degradation behavior of an in situ forming biomaterial.</a> Biomaterials. 26, 4495-4506 (2005).</li><li>Zustiak, S. P., Leach, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrolytically+Degradable+Poly(Ethylene+Glycol)+Hydrogel+Scaffolds+with+Tunable+Degradation+and+Mechanical+Properties.">Hydrolytically Degradable Poly(Ethylene Glycol) Hydrogel Scaffolds with Tunable Degradation and Mechanical Properties.</a> Biomacromolecules. 11, 1348-1357 (2010).</li><li>Malkoch, M., 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=Synthesis+of+well-defined+hydrogel+networks+using+Click+chemistry.">Synthesis of well-defined hydrogel networks using Click chemistry.</a> Chem. Commun. , 2774-2776 (2006).</li><li>Hoffman, M. D., Benoit, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+Ideas:+Engineering+the+Periosteum:+Revitalizing+Allografts+by+Mimicking+Autograft.">Emerging Ideas: Engineering the Periosteum: Revitalizing Allografts by Mimicking Autograft.</a> , (2012).</li><li>Hoffman, M. D., Xie, C., Zhang, X., Benoit, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+mesenchymal+stem+cells+delivered+via+hydrogel-based+tissue+engineered+periosteum+on+bone+allograft+healing.">The effect of mesenchymal stem cells delivered via hydrogel-based tissue engineered periosteum on bone allograft healing.</a> Biomaterials. , (2013).</li><li>Hubbell, J. A., Lutolf, M. P., Raeber, G. P., Zisch, A. H., Tirelli, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-responsive+synthetic+hydrogels.">Cell-responsive synthetic hydrogels.</a> Adv. Mater. 15, 888-892 (2003).</li><li>Lidstrom, P., Tierney, J., Wathey, B., Westman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave+assisted+organic+synthesis+-+a+review.">Microwave assisted organic synthesis - a review.</a> Tetrahedron. 57, 9225-9283 (2001).</li><li>Khetan, S., Burdick, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+encapsulation+in+3D+hydrogels+for+tissue+engineering.">Cellular encapsulation in 3D hydrogels for tissue engineering.</a> J. Vis. Exp. (32), e1590 (2009).</li><li>Antonios, M., Kurtis, K., Lucas, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drying+poly(ethylene+glycol).">Drying poly(ethylene glycol).</a> Nat. Protoc. Exchange. , (2012).</li><li>Nicolas, J., Mantovani, G., Haddleton, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Living+radical+polymerization+as+a+tool+for+the+synthesis+of+polymer-protein/peptide+bioconjugates.">Living radical polymerization as a tool for the synthesis of polymer-protein/peptide bioconjugates.</a> Macromol. Rapid Comm. 28, 1083-1111 (2007).</li><li>Nuttelman, C. R., Benoit, D. S. W., Tripodi, M. C., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+ethylene+glycol+methacrylate+phosphate+in+PEG+hydrogels+on+mineralization+and+viability+of+encapsulated+hMSCs.">The effect of ethylene glycol methacrylate phosphate in PEG hydrogels on mineralization and viability of encapsulated hMSCs.</a> Biomaterials. 27, 1377-1386 (2006).</li><li>Hern, D. L., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporation+of+adhesion+peptides+into+nonadhesive+hydrogels+useful+for+tissue+resurfacing.">Incorporation of adhesion peptides into nonadhesive hydrogels useful for tissue resurfacing.</a> J. Biomed. Mater. Res. 39, 266-276 (1998).</li><li>Andreopoulos, F. M., Beckman, E. J., Russell, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-induced+tailoring+of+PEG-hydrogel+properties.">Light-induced tailoring of PEG-hydrogel properties.</a> Biomaterials. 19, 1343-1352 (1998).</li><li>Merrill, E. W., Dennison, K. A., Sung, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partitioning+and+Diffusion+of+Solutes+in+Hydrogels+of+Poly(Ethylene+Oxide).">Partitioning and Diffusion of Solutes in Hydrogels of Poly(Ethylene Oxide).</a> Biomaterials. 14, 1117-1126 (1993).</li><li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+elasticity+directs+stem+cell+lineage+specification.">Matrix elasticity directs stem cell lineage specification.</a> Cell. 126, 677-689 (2006).</li><li>Weber, L. M., Lopez, C. G., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+PEG+hydrogel+crosslinking+density+on+protein+diffusion+and+encapsulated+islet+survival+and+function.">Effects of PEG hydrogel crosslinking density on protein diffusion and encapsulated islet survival and function.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 90A, 720-729 (2009).</li><li>Mellott, M. B., Searcy, K., Pishko, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Release+of+protein+from+highly+cross-linked+hydrogels+of+poly(ethylene+glycol)+diacrylate+fabricated+by+UV+polymerization.">Release of protein from highly cross-linked hydrogels of poly(ethylene glycol) diacrylate fabricated by UV polymerization.</a> Biomaterials. 22, 929-941 (2001).</li><li>Watkins, A. W., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+molecular+transport+and+distributions+in+poly(ethylene+glycol)+hydrogels+with+confocal+laser+scanning+microscopy.">Investigation of molecular transport and distributions in poly(ethylene glycol) hydrogels with confocal laser scanning microscopy.</a> Macromolecules. 38, 1326-1334 (2005).</li><li>Anseth, K. S., Benoit, D. S. W., Durney, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manipulations+in+hydrogel+degradation+behavior+enhance+osteoblast+function+and+mineralized+tissue+formation.">Manipulations in hydrogel degradation behavior enhance osteoblast function and mineralized tissue formation.</a> Tissue Eng. 12, 1663-1673 (2006).</li><li>Hillwest, J. L., 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=Prevention+of+Postoperative+Adhesions+in+the+Rat+by+in-Situ+Photopolymerization+of+Bioresorbable+Hydrogel+Barriers.">Prevention of Postoperative Adhesions in the Rat by in-Situ Photopolymerization of Bioresorbable Hydrogel Barriers.</a> Obstet. Gynecol. 83, 59-64 (1994).</li><li>Sawhney, A. S., Pathak, C. P., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioerodible+Hydrogels+Based+on+Photopolymerized+Poly(Ethylene+Glycol)-Co-Poly(Alpha-Hydroxy+Acid)+Diacrylate+Macromers.">Bioerodible Hydrogels Based on Photopolymerized Poly(Ethylene Glycol)-Co-Poly(Alpha-Hydroxy Acid) Diacrylate Macromers.</a> Macromolecules. 26, 581-587 (1993).</li><li>Skaalure, S. C., Milligan, I. L., Bryant, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age+impacts+extracellular+matrix+metabolism+in+chondrocytes+encapsulated+in+degradable+hydrogels.">Age impacts extracellular matrix metabolism in chondrocytes encapsulated in degradable hydrogels.</a> Biomed. Mater. 7, 024111-0210 (2012).</li><li>Hoffman, M. D., Benoit, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agonism+of+Wnt-beta-catenin+signalling+promotes+mesenchymal+stem+cell+(MSC)+expansion.">Agonism of Wnt-beta-catenin signalling promotes mesenchymal stem cell (MSC) expansion.</a> J. Tissue. Eng. Regen. Med. , (2013).</li><li>Sawhney, A. S., Pathak, C. P., Vanrensburg, J. J., Dunn, R. C., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+Photopolymerized+Bioerodible+Hydrogel+Properties+for+Adhesion+Prevention.">Optimization of Photopolymerized Bioerodible Hydrogel Properties for Adhesion Prevention.</a> J. Biomed. Mater. Res. 28, 831-838 (1994).</li><li>. Methacrylic Anhydride [Internet] Available from: <a target="_blank" href="https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?catalog_number=AAAL14357-18">https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?catalog_number=AAAL14357-18</a> (2013)</li></ol>

Författarna förklarar att de inte har några konkurrerande ekonomiska intressen.

Poly (etylenglykol) (PEG) hydrogel är vanliga biomaterial som används inom regenerativ medicin och drogleveransapplikationer 1-3. Dessa hydrogeler erbjuder betydande fördelar jämfört med andra biomaterial. PEG-hydrogeler är syntetiska, som erbjuder en hög grad av kontroll över tekniska egenskaper såsom elasticitetsmodul och nedbrytningshastighet jämfört med deras naturliga biomaterial motsvarigheter 1. Eftersom de är syntetiskt framställda, har PEG betydligt mindre sats till sats variabilitet kontra naturligt framställda material 4. På grund av den kemiska sammansättningen av PEG, är dessa hydrogeler är mycket hydrofila, är resistenta mot proteinadsorption och biokompatibel 3. Detta motstånd mot proteinadsorption tillåter PEG hydrogel för att fungera som ett &quot;oskrivet blad&quot;, gör det möjligt för forskare att förhöra och studera specifika biologiska eller kemiska faktorer (droger, biomolekyler, cellvidhäftnings peptider, etc.) och de specifika roller dessa factors spela i att kontrollera cell-och / eller vävnadsbeteende. <img alt="Figur 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50890/50890fig1.jpg" width="600px" /> <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig1highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . Figur 1: Exempel på poly (etylenglykol) (PEG) arkitekturer A) Linjär PEG B) 4-armad PEG med en pentaerytritol kärna C) 8-armad PEG med en hexaglycerol kärna D) 8-armad PEG med en.... tripentaerytritol kärna. n är antalet PEG upprepas på varje arm. Varje upprepning har en molekylvikt av 44 g / mol, därför n kan beräknas från den totala molekylvikten och strukturen / arm #. PEG-prekursorer finns med en mängd olika arkitekturer och molekylvikter (Figur 1<html> ). Variation av arkitektur (arm #) och etylenglykol upprepningar (n) av PEG kan användas för att styra egenskaperna hos hydrogel nätverk bildade av dessa makromerer. Omodifierad PEG innehåller terminala hydroxylgrupper som måste ersättas med en alternativ funktion för att underlätta kovalent tvärbindning via polymerisationer, den mest vanligen använda tvärbindningsstrategi för PEG hydrogel, innan bildandet av hydrogel nätverk. Det finns en mängd olika kemiska grupper som kan ingå i PEG-makromerer att underlätta polymerisation och nätverkstvärbindning (akrylat, metakrylat, vinyleter, norbomen, etc.). Trots olika terminal funktioner tillgängliga för att underlätta tvärbindning, finns det bara två mekanismer som polymerisering kan inträffa: steg-och chain-tillväxt (eller en blandning av de två, mixed-mode). g2.jpg &quot;width =&quot; 600px &quot;/&gt; <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig2highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . Figur 2:.. Teoretisk hydrogel nätverk schema A) Traditionella kedja tillväxt polymerisationsresultat i heterogena nätverk som innehåller tät poly (metakrylat) tvärbindande regioner och ökad nätverks nonidealities såsom loopar, oreagerade prekursorer och permanenta förvecklingar B) Steg-tillväxt polymerisationsresultat i signifikant mer homogena nätverksstrukturer (ej skalenlig). Funktioner som tvärbinder via kedja-tillväxt polymerisation inte kräver närvaro av en extra tvärbindningsmedel. Men kedjan-polymeriserade hydrogeler producerar heterogena nätverksstrukturer som innehåller täta tvärbindningsregioner (Figur 2A) 1. Däremot steg-tillväxt polymerisation requires användning av ett tvärbindningsmedel eller sam-monomer, som är reaktiv med de terminala funktionella grupperna i PEG makromerer. Eftersom de terminala funktionella grupperna på PEG endast kan reagera med tvärbindningsmedlet och tvärbindningsmedlet kan endast reagera med de terminala funktionella grupperna på PEG resulterar detta i större nätverksstruktur homogenitet (figur 2B) 1. Steg-tillväxt polymerisationer också vanligtvis leder till högre omvandling av funktionella grupper, minska mängden oreagerade prekursorer och potential för immun / inflammatoriska reaktioner på grund av lösliga, oregistrerade makromerer 1. Mixed-mode polymerisationsmetoder har också utvecklats som kombinerar både steg-och chain-tillväxt polymerisation genom användning av makromerer som kan både själv reagerar (chain-tillväxt) och reagerar med ett tvärbindningsmedel (steg-tillväxt). Detta ger hydrogeler med egenskaperna för varje polymerisation mekanism, och kan användas för att framställa mer komplexa, olika nätstrukturer än enderasteg-eller enbart 1 kedja tillväxtnätverk. Medan det finns en uppsjö av funktionella grupper, vilka kan användas för att funktionalisera PEG och underlätta hydrogel formation, metakrylater och norbornener är några av de vanligaste kedja-och steg-tillväxt polymerisationsbetingelser molekyldelar, respektive. Båda dessa funktioner erbjuder utmärkt Spatiotemporal kontroll över nätverks polymerisation, och när den används för att kapsla in celler, dessa nätverk stöder hög total cellöverlevnads 5-7. Dimetakrylat funktionaliserad PEG (PEGDM) tvärbindning via kedjepolymerisering och tillåter inkorporeringen av biomolekyler eller andra faktorer genom sampolymerisation med akrylat-, metakrylat-, eller på liknande sätt-functionalized biomolekyler 5,6. PEGDM hydrogeler har betydande fördelar jämfört med alternativa chain-tillväxt polymerisationssystem såsom akrylat funktionalis PEG (PEGDA). Med traditionella metoder, kan PEGDA syntetiseras snabbare än PEGDM; hoWever, med hjälp av mikrovågsassisterad syntes är PEGDM syntes ännu effektivare. PEGDA ofta syntetiseras i övernatt 8 eller 24-hr 9-reaktioner, men kan också syntetiseras i fyra timmar vid förhöjda temperaturer 10. PEGDM är också traditionellt syntetiseras genom att reagera över natten 11 eller under 24 timmar 5, med vissa metoder utökning av reaktionstiden till 4 dagar 12. Använda mikrovågsassisterad metod demonstreras här, kan PEGDM framställas i en 5 minuters reaktion. Medan PEGDM har långsammare reaktionskinetik än PEGDA 13, är tvärbindningsreaktionen för PEGDM fortfarande snabbt, inträffar inom några minuter, och uppnår större makromer omvandling än PEGDA som den ökade hydrofobiciteten hos metakrylatgrupp ökar funktionell grupp aggregering i lösning och därmed öka sannolikheten för radikal överföring och metakrylat omställning 14. PEGDM hydrogel är också förknippade med ökad cell livskraft och tillväxtjämfört med PEGDA hydrogel, sannolikt på grund av minskning av reaktionshastigheten vid en viss tidpunkt, vilket minskar radikalt koncentration och oreagerade makromerer nuvarande 14. Tiol-en-polymerisationer, såsom de med användning av norbornen-funktionaliserad PEG (PEGN) bildar hydrogeler via steg-tillväxt polymerisation, och kräver användning av PEGN och ett tvärbindningsmedel som innehåller i genomsnitt mer än två funktionella grupper. Sedan thiyl radikaler reagerar med norbornen-kol-kol-dubbelbindningar, multi-tiol-innehållande tvärbindningsmedel som vanligen används för att tvärbinda PEGN hydrogeler, som möjliggör facile inkorporering av peptider med cystein aminosyror funktionaliteter 7. Medan det finns många andra kemiska sammansättningar som reagerar via steg-tillväxt polymerisation (Michael-additionsreaktioner såsom tiol-akrylat 15 och tiol-vinylsulfon 16, &quot;klicka&quot; reaktioner såsom alkynen-azid 17 etc), tiol-norbomen hydrogeler är mycket vanligt, eftersom belastningen frånden norbornen ringen avsevärt ökar reaktionshastigheten och minskar risken för att den norbornen dubbelbindningen som undergår kedjepolymerisering 7. Beslutet mellan metakrylat, norbomen, eller suppleant funktionalisering för att underlätta hydrogel bildningen bygger till stor del på det tillvägagångssätt. Till exempel har kedja-tillväxt polymeriserad PEGDM nätverk visats som väl lämpad för att styra cell lokalisering i utvecklingen av en vävnadstekniska periostet 18,19. Steg-tillväxt polymeriserade PEG-nät är bättre lämpade för inkorporering av peptidsekvenser för att underlätta enzymatiskt lyhörd hydrogel nedbrytning på grund av lättheten att införlivandet av enzymsubstratsekvenser med hjälp av tiol (cystein) som innehåller peptider och norbornen funktion makromerer 20. Om forskningsfrågan ska hanteras bäst med hjälp av steg-tillväxt hydrogel, Fairbanks et al. Ger en detaljerad beskrivning av norbornene funktion strategi för PEG-7. Denna uppsats kommer detalj hur PEG och peptidsekvenser kan funktionaliseras (med en metakrylat för PEG, och en metakrylamid för peptider) för kedjan polymerisationsreaktionerna. Traditionellt är PEGDM produceras genom att reagera PEG med metakryloyl-klorid och trietylamin i diklorometan. Reaktionen tillåts att fortskrida vid rumstemperatur över natten 11 eller under 24 timmar 5, med några metoder, som sträcker sig reaktionstiden till 4 dagar 12 före filtrering, utfällning i dietyleter, och samling. Även om många variationer av denna metod finns, alla är tidsödande, kräver en stor mängd kemiska syntesmaskiner och är inte miljövänliga, eftersom de inbegriper användning av relativt stora mängder av högrena reagens och lösningsmedel. För att kringgå dessa begränsningar, Lin-Gibson et al. Utvecklat en mikrovågsassisterad, lösningsmedelsfri metod att functionalize PEG med te<html> rminal metakrylatgrupper (Figur 3A) 12. I denna reaktion de terminala alkoholgrupper av PEG reagera med en av karbonylgrupperna atomer av metakrylsyra-anhydrid för bildning av en karboxylgrupp. Detta genererar PEGDM produkt, med metakrylsyra som en sidoprodukt. Denna syntes har många av de karakteristiska fördelarna med mikrovågssyntes, inklusive minskad reaktionstid och lösningsmedelsfria syntesmetoder 21. Den mikrovågssyntes är att föredra framför de tidigare diskuterade metoder eftersom det är betydligt snabbare, kräver mindre omfattande syntesutrustning (t.ex. glas, reaktionsplattor), och använder mindre total reagens och lösningsmedel mängder som lösningsmedel behövs bara för produktrening / insamling och inte för syntes, vilket gör det mer ekonomiskt och miljövänligt. 0px &quot;/&gt; <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig3highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . Figur 3:. Funktionalise Schema A) Poly (etylenglykol) bringas att reagera med 10x molöverskott metakrylsyra-anhydrid för att framställa poly (etylenglykol) metakrylat B) Samma metod kan användas för att funktionalisera den N-terminalen av peptidsekvenser som bildar en. metakrylamid funktion peptid. Genom att utföra denna procedur innan klyvning av peptiden från hartset, kan selektiv funktionalisering av N-terminalen utföras som sidogrupper aminosyra förblir skyddad. n: antal PEG upprepar i makromeren (n = 45,5, 227 och 455, respektive, för 2, 10 och 20 kDa linjär PEG används). R1-RN: aminosyrasidokedjor. PG1 till PGN: sidokedjeskyddsgrupper. TFA: trifluorättiksyra. TIPS: triisopropylsilan. Dodt: 3,6-dioxa-1 ,8-octanedithiol. H2O: vatten. Den mikrovågsassisterad methacrylation metod har nyligen anpassats av vår grupp att funktionalisera N-terminalen av peptider med metakrylamid-grupper (figur 3B) för att underlätta peptid införlivande i en mängd olika polymerer och polymera nätverk. Vid denna reaktion reagerar den primära aminen i N-terminalen av peptiden med karbonylgruppen atom på metakrylsyra-anhydrid för att bilda en amid. Detta genererar metakrylamid funktion peptid, med metakrylsyra produceras som en biprodukt. Vid användning av detta förfarande för att funktionalisera N-terminalen av peptidsekvenserna är det viktigt att aminosyror som innehåller reaktiva sidokedjor (primära aminer (lysin), alkoholer (serin, treonin) och fenoler (tyrosin)) skyddas under funktionalisering, och grupper är bara klyvs efter metakrylamid inkorporering. Denna artikel kommer att visa båda dessa microave assisterade metoder för att syntetisera PEGDM och funktionalisera på-harts peptidsekvenser, belyser vanliga fallgropar och föreslå felsökningsmetoder. I denna artikel kommer metoder för att utföra analytisk kemiska tekniker som vanligtvis används för att bedöma produktfunktion vara detaljerad, och förslag och resurser för att utföra mer avancerade ändringar kommer att ges. Typiska resultat kommer att demonstreras, som omfattar användning av syntetiserade PEGDM bildar hydrogel nätverk, utnyttja de bildade hydrogelerna att styra frisättningen av en modell drog, och anställa funktion peptider för att underlätta cell-hydrogel interaktioner. Särskild uppmärksamhet kommer att ägnas åt att karakterisera hydrogel maskstorlek och diskutera hur hydrogelkomposition kan ställas in för att påverka det underliggande fysiska egendom, vilket i sin tur styr bulkmaterialegenskaper såsom styvhet och läkemedelsfrisättningsprofil.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="619">
	<tbody>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">3,6-Dioxa-1,8-octanedithiol</td>
			<td style="width:115px;">Tokyo Chemical Industry Co, LTD</td>
			<td style="width:119px;">D2649</td>
			<td style="width:167px;">CAS 14970-87-7</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:115px;">J.T. Baker</td>
			<td style="width:119px;">UN1648</td>
			<td>CAS 75-05-8</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Amino Acids</td>
			<td style="width:115px;">AAPPTech</td>
			<td style="width:119px;">Glycine: AFG101</td>
			<td>CAS 29022-11-5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"> </td>
			<td style="width:115px;"> </td>
			<td style="width:119px;">Arginine: AFR105</td>
			<td>CAS 154445-77-9</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;"> </td>
			<td style="width:115px;"> </td>
			<td style="width:119px;">Asparagine: AFD105</td>
			<td>CAS 71989-14-5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"> </td>
			<td style="width:115px;"> </td>
			<td style="width:119px;">Serine: AFS105</td>
			<td>CAS 71989-33-8</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Anhydrous diethyl ether</td>
			<td style="width:115px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">UN1155</td>
			<td>CAS 60-29-7</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Citric acid</td>
			<td style="width:115px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">C1857</td>
			<td>CAS 77-92-9</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Deuterated chloroform</td>
			<td style="width:115px;">Cambridge Isotope Laboratories Inc.</td>
			<td style="width:119px;">DLM-7-100</td>
			<td>CAS 865-49-6</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dichloromethane</td>
			<td style="width:115px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">UN1593</td>
			<td>CAS 75-09-2</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Diisopropylethylamine</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">A1181</td>
			<td>CAS 7087-68-5</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dimethylformamide</td>
			<td style="width:115px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">D119-4</td>
			<td>CAS 68-12-2</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Fmoc-Gly-Wang resin</td>
			<td style="width:115px;">Peptides International</td>
			<td style="width:119px;">RGF-1301-PI</td>
			<td>100-200 mesh size</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Methacrylic anhydride</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">L14357</td>
			<td>CAS 760-93-0</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">N-Methylpyrrolidone</td>
			<td style="width:115px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">BDH1141-4LG</td>
			<td>CAS 872-80-4</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">On-resin peptides</td>
			<td style="width:115px;">Synthesized in-house</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:167px;">On-resin peptides can also be purchased from Peptides International, GenScript, AAPPTec, etc.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">O-Benzotriazole-N,N,N&#8217;,N&#8217;-tetramethyl-uronium-hexafluoro-phosphate</td>
			<td style="width:115px;">AnaSpec Inc</td>
			<td style="width:119px;">510/791-9560</td>
			<td>CAS 94790-37-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Peptide Calibration Standard</td>
			<td style="width:115px;">Care</td>
			<td style="width:119px;">206195</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Piperazine</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">A15019</td>
			<td>CAS 11-85-0</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Poly(ethylene glycol) 2 kDa linear</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">B22181</td>
			<td>CAS 25322-68-3</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Poly(ethylene glycol) 10 kDa linear</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">B21955</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Poly(ethylene glycol) 20 kDa linear</td>
			<td style="width:115px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">81300</td>
			<td style="width:167px;">JenKem Technologies USA is an alternate supplier of linear and multi-arm PEG</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Thioanisole</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">L5464</td>
			<td>CAS 100-68-5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Trifluoroacetic acid</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">A12198</td>
			<td>CAS 76-05-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Triisopropylsilane</td>
			<td style="width:115px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">L09585</td>
			<td>CAS 6485-79-6</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">&#945;-Cyano-4-hydroxycinnamic acid</td>
			<td style="width:115px;">Tokyo Chemical Industry Co, LTD</td>
			<td style="width:119px;">C1768</td>
			<td>CAS 28166-41-8</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microwave-assisted functionalization of poly(ethylene glycol) and on-resin peptides for use in chain polymerizations and hydrogel formation

En av de viktigaste fördelarna med att använda poly (etylenglykol) (PEG) makromererna i hydrogel bildning är syntetiskt mångsidighet. Möjligheten att dra av en stor variation av PEG-molekylvikter och konfigurationer (arm nummer, armlängd, och förgrening mönster) ger forskare god kontroll över vilket hydrogel strukturer och egenskaper, inklusive Youngs modul och maskstorlek. Den här videon kommer att illustrera en snabb, effektiv, lösningsmedelsfritt, mikrovågsassisterad metod för metakrylatbaserade PEG prekursorer i poly (etylenglykol) dimetakrylat (PEGDM). Denna syntesmetod ger välbehövliga utgångsmaterial för applikationer inom drug delivery och regenerativ medicin. Den visade metoden är överlägsen traditionella methacrylation metoder eftersom det är betydligt snabbare och enklare samt mer ekonomisk och miljövänlig användning av mindre mängder av reagens och lösningsmedel. Vi kommer också att visa en anpassning av denna teknik för att på-harts methacrylamid funktionalisering av peptider. Denna on-harts metod tillåter N-terminalen av peptider som skall funktionaliseras med metakrylamid-grupper före avskyddning och klyvning från hartset. Detta möjliggör selektiv tillsats av metakrylamid-grupper till N-terminalen av peptiderna medan aminosyror med reaktiva sidogrupper (t ex primär amin av lysin, primär alkohol av serin, sekundära alkoholer av treonin och fenol av tyrosin) förblir skyddade, förebygga funktion på multipla ställen. Denna artikel kommer detalj vanliga analysmetoder (proton-NMR-spektroskopi (H-NMR) och Matrix Assisted laserdesorptionsjonisering Time of Flight masspektrometri (MALDI-TOF)) för att bedöma effektiviteten i de funktionalise. Vanliga fallgropar och föreslog felsökningsmetoder kommer att tas upp, som vilje modifieringar av teknik som kan användas för att ytterligare trimma makromer funktionalitet och resulte hydrogel fysiska och kemiskaegenskaper. Användning av syntetiserade produkter för bildandet av hydrogel för drug delivery-och cell-material interaktionsstudier kommer att demonstreras, med särskild uppmärksamhet ägnas åt att modifiera hydrogelkomposition att påverka maskstorlek, kontrollerar hydrogel styvhet och läkemedelsdosering.

Proton-NMR är en av de vanligaste analystekniker för att bedöma effektiviteten i en kemisk reaktion, som området under varje spektra topp står i proportion till de relativa nivåerna av det proton i provet, vilket gör bestämning av förhållandet mellan produkt och reaktant i provet. För denna reaktion kan 1H-NMR-analys (Figur 4) användas för att beräkna% funktionalisering från den observerade: teoretiska förhållandet mellan terminal metakrylat protoner (a, b och c) till centrala PEG protoner (d). Den PEGDM visas i figur 4 var 2000 Da före funktionalisering, och därför n = 2000 Da / (44 Da / PEG repetition) = 45,5, så d = 4 * (n-1) = 178, vilket gör det proton: NMR enheten förhållande 178 / 102,16 = 1,74. I detta fall, topp en kan inte användas för att bedöma% funktion, eftersom närvaron av vatten i provet ökar artificiellt arean under toppen. Med hjälp av topp b, är det% funktion 1,00 * 1,74 / 2 * 100% = 87,1%; using peak c, är det% funktion 1,08 * 1,74 / 2 * 100% = 94,1%. Därför är den totala% funktionalisering 91% och detta PEGDM är tillräckligt funktionaliserad för användning i hydrogel syntes. Normalt är cirka 90% funktion uppnås efter en enda runda av methacrylation. På grund av den mångfald av protontoppar som uppstår i ett H-NMR-analys av peptider, är peptiden funktion lättare undersöktes med användning av MALDI-TOF masspektrometri. Detta visas i figur 5, där peptiden GKRGDSG syntetiserades och utsattes för metakrylamid funktionalisering. En liten fraktion av peptiden klövs för prefunctionalization molekylvikt bedömning (figur 5A), som visade den observerade molekylvikttopp inträffar vid 676 g / mol, den förväntade molekylvikten av peptiden, vilket indikerar korrekt syntes av peptidsekvensen. Återstoden av peptiden genomgick metakrylamid funktionellsering före klyvning. Eftersom denna peptid innehåller Pbf skyddad R aminosyror, var klyvning utfördes i en cocktail innehållande tioanisol under 4 timmar. Efter metakrylamid funktionalisering, inträffar den observerade molekylvikttopp vid 744 g / mol (Figur 5B), den förväntade vikten av det metakrylamid funktionaliserad peptiden (676 68 g / mol) och inte vid den förväntade molekylvikten för den icke-funktionaliserad peptid, vilket indikerar korrekt funktionalisering. För att demonstrera funktionaliteten hos både PEG och metakrylamid funktionaliserad peptid, var PEGDM hydrogeler som framställts med och utan 0,5 mM metakrylamid funktionaliserad GKRGDSG (Figur 6). Hydrogeler framställdes med 10 vikt-% linjär 10 kDa PEGDM i PBS med 0,05 vikt-% litium fenyl-2 ,4,6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP) som fotoinitiator. Hydrogelen prekursorlösningen injicerades mellan två glasskivor åtskilda av en glasskiva distans och hålls samman med bindemedel klipp. Prekursorlösning exponerades sedan för 365 nm UV-ljus vid 2 mW / cm 2 under 10 minuter för att inducera tvärbindning, varefter gelerna 8 mm diameter uppsamlades med användning av en cylindrisk stans. Gelerna sköljdes i PBS och fick svälla under 2 dagar för att säkerställa jämvikts svällande betingelser uppnåddes 16,20. Mänskliga MSCs (passagen 3) odlades till 80% sammanflytning och såddes på hydrogel vid 15.000 celler / cm 2. Cellerna tilläts vidhäfta under 48 h innan de överfördes till färskt medium innehållande 0,5 | il / ml kalcein AM och 2 ^ il / ml etidium-homodimer (LIVE / DEAD Viability Kit från Invitrogen) och avbildas i faskontrast och fluorescens vid 10X förstoring med användning av en Nikon Eclipse Ti 2000. MSCs kunde inte hålla sig till de ofunktionaliserade PEG hydrogeler (Figur 6A), men efter införandet av cellvidhäftnings peptiden RGD de kunde ansluta sig till och sprids på hydrogel ytan (Figur 6B). De LIVE / DEAD bilderpresenteras representerar inte livskraft seedade MSC befolkningen, som MSC är vidhäftningsberoende celler som lossnar från gelytan vid dödsfall och kommer att tas bort under medieöverföringsprocessen, vilket leder till onaturligt hög seedade cellernas livskraft. Snarare är de fluorescerande bilderna är avsedda att avgränsa mellan vidhäftande celler och små variationer i hydrogelen topologi, vilket kan vara svårt i faskontrast ensam. Interestingly nonspread celler ympades på PEG-bara geler färgas positiva för både kalcein AM och etidium homodimer, vilket indikerar att celler dör vid tiden för avbildning. En av många fördelar med att PEG hydrogel är deras mycket avstämbara karaktär. Modifiering av specifika makeup av PEG hydrogelen ger forskare en hög grad av kontroll över egenskaper såsom elasticitetsmodul. Såsom illustreras i figur 7, båda PEG-molekylvikt (figur 7A) och viktprocenthalten ( <strong&gt; Figur 7B) är kända för att styra hydrogel maskstorlek (ξ) och resulterande hydrogelen styvhet och frisättningshastigheten för inkapslade läkemedel. Detta visades genom att producera hydrogeler med varierande molekylvikt PEGDM, och undersöker den resulte hydrogel modulen och maskstorlek (Figur 8). Samtliga hydrogeler framställdes med 10 vikt-% linjär PEGDM i PBS med 0,05 vikt-% LAP som fotoinitiator. 40 | il av hydrogel prekursorlösning var i en ml sprutor med spetsarna avskurna, och exponerade för 365 nm UV-ljus vid 2 mW / cm 2 under 10 minuter för att bilda hydrogeler, som producerar cylindriska geometrier ungefär 5 mm i diameter och 2 mm i höjd . Gelerna tilläts svälla i PBS under 2 dagar före mekanisk testning. Hydrogel modulen bestämdes med användning av en MTS QT / 5 med en 5 N belastningscell under sammanpressning mellan 5 och 10% av ursprunglig hydrogel höjd vid en hastighet av 0,1 mm / sek. Efter mekanisk provning var fullbordad maskstorlek bestäms genom mätning hydrogelpartiklar mass pre-(M s) och efter (M D) 24 timmar för frystorkning via Flory-Rehner ekvation som beskrivs i diskussionsavsnittet, med beräkningar som gjorts i MATLAB. Som en hypotes, att öka molekylvikten av PEG-makromeren orsakat en ökning av hydrogel maskstorlek (figur 8A) och en minskning i hydrogel styvhet (figur 8B). Hydrogel maskstorlek och den erhållna gelén styvhet kan också styras genom att förändra viktprocent PEG. Hydrogeler framställdes med varierande vikt-% av linjär 10 kDa PEGDM och hydrogel styvhet och maskstorlek bestämdes såsom beskrivits tidigare (figur 9). Såsom illustreras i figur 7B ökar vikt% PEG orsakar en signifikant minskning av maskstorlek (figur 9A) och ökningen av hydrogel-styvhet (Figur 9B). Hydrogeler innehåller inkapslat bovint serumalbumin (BSA) bildades med användning av varierande molecular vikt PEG (2, 10, och 20 kDa). Samtliga hydrogeler framställdes med 10 vikt-% PEGDM i PBS innehållande 50 | ig / ml BSA, såsom beskrivits för figur 6. Geler inkuberades i 1 ml PBS vid 37 ° C och överfördes till färsk PBS vid varje tidpunkt. Släpp BSA kvantifierades med användning av Bradford-analysen från Thermo Scientific. Hydrogel maskstorlek bestämdes såsom beskrivits för figur 8. Såsom illustreras i fig 7A, inträffar BSA frisättningen snabbare från hydrogeler bildade med användning av högre molekylvikt PEGDM, som ett resultat av den större maskstorlek inom hydrogelen (Figur 10). <img alt="Figur 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50890/50890fig4.jpg" width="500px" /> Figur 4. Representativa 1 H-NMR av 2 kDa linjär PEGDM funktionaliserad använda mikrovågsassisterad metod. Procent funktionalisering kan vara calculated baserat på den observerade:. teoretiska förhållandet mellan terminal metakrylat protoner (a, b och c) till centrala PEG protoner (d) <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig4highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . <img alt="Figur 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50890/50890fig5.jpg" width="500px" /> Figur 5. Representative MALDI-TOF-peptid GKRGDSG (A) före och (B) efter funktionalisering med hjälp av mikrovågsassisterad metod. Notera att den observerade molekylvikt topp efter funktionalisering sker vid 744 g / mol, den förväntade vikten av det metakrylamid funktionaliserad peptiden (676 68 g / mol) och inte på den förväntade molekylvikten för den ej funktion peptid (676 g / mol). <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig5highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . Figur 6. Representant fas kontrast (till vänster) och LIVE / DEAD (grön / röd) fluorescerande bilder (höger) av MSCs odlade på A) PEG-geler ensamma och B) PEG-geler som innehåller 0,5 mM methacrylamide funktion GKRGDSG. MSCs inte kan ansluta sig till och sprids på de PEGDA geler ensam, men vid införlivandet av cellvidhäftnings peptiden RGD, har möjlighet att ansluta sig till och sprids på hydrogel ytan. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig6highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . <img alt="Figur 7" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50890/50890fig7.jpg" width="500px" /> Figur 7. A), PEG-molekylvikt och B) viktprocenten PEG används för att bilda hydrogel-nätverk påverkar hydrogel maskstorlek (_8 ;) och resulterande hydrogelen styvhet och frisättningshastigheten för inkapslade läkemedel. A) Öka PEG-molekylvikt (från vänster till höger) till konstant vikt i procent ökar hydrogel maskstorlek, minskande hydrogel styvhet och öka hastigheten av läkemedelsfrisättning. B) Minskning av vikt procentandel av PEG (vänster till höger) som används för att bilda hydrogel ökar hydrogel maskstorlek, på samma sätt minskar hydrogel stelhet och öka hastigheten för läkemedelsfrisättning (ej skalenlig). <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig7highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . <img alt="Figur 8" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50890/50890fig8.jpg" width="500px" /> Figur 8. A) Maskstorleken ökar och B) hydrogel stelhet minskar med ökande molekylvikt av PEG-makromeren. N = 10, felstaplar = SEM, *** p &amp;# 60; 0,001 av en envägs ANOVA med Tukey HSD post hoc-test. Alla statistiska analyser genomfördes med hjälp av Prism 5. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig8highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . <img alt="Figur 9" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50890/50890fig9.jpg" width="500px" /> Figur 9. A) Maskstorleks minskar och B) hydrogel styvhet ökar med ökande vikt-% PEG. N = 9-10, felstaplar = SEM, ** p &lt;0,01, *** p &lt;0,001 med envägs ANOVA med Tukey HSD post- hoc-test. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig9highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> . <img alt="Figur 10" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50890/50890fig10.jpg" width="500px" /> Figur 10. Frisättning av encapsulated modelläkemedlet bovint serumalbumin (BSA) från hydrogeler bildade med användning av 2 kDa, 10 kDa, 20 kDa molekylvikt PEG. BSA frisättningen inträffar snabbare från hydrogeler bildade med användning av högre molekylvikt PEGDM, som ett resultat av den större maskstorlek inom hydrogelen . n = 6, felstaplar = SEM. Den% BSA släppt är signifikant olika (p &lt;0,0001) mellan alla tre grupperna vid varje tidpunkt utom t = 1 och 2,5 timme när frisättningen från de 2 och 10 kDa geler är likvärdiga, med tvåvägs upprepade mätningar ANOVA med Bonferroni post-hoc-test. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50890/50890fig10highres.jpg" target="_blank">Klicka här för att visa en större bild</a> .

Watch this Scientific Journal Video about Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation at JoVE.com

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Den här videon kommer att illustrera en snabb, effektiv metod för metakrylatbaserade poly (etylenglykol), som möjliggör kedja polymeriseringar och hydrogel syntes. Det kommer att visa hur man på motsvarande sätt införa metakrylamid funktioner till peptider, detalj gemensamma analysmetoder för att bedöma funktion effektivitet, ge förslag på felsökning och avancerade ändringar, och visar typiska hydrogel karakteriseringsmetoder.

Mikrovågsassisterad funktionalisering av poly (etylenglykol) och On-harts Peptider för användning i Chain Polymerisationer och Hydrogel Bildning

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Intramolecular Dehydrogenative Diels-Alder Reactions for the Synthesis of Functionalized Naphthalenes/Solvatochromic Dyes

Mikrovågsassisterad Intramolekylära Dehydrogenative Diels-Alder-reaktioner för syntes av Funktionaliserade naftalener / Färgämnen Solvatochromic

Functionalized naphthalenes have applications in a variety of research fields ranging from the synthesis of natural or biologically active molecules to ...

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

Bildning av Beställda Biomolecular Structures av självorganisering av korta peptider

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

Ethylene Polymerizations Using Parallel Pressure Reactors and a Kinetic Analysis of Chain Transfer Polymerization

Etenpolymerisationer användning av parallella Tryck Reaktorer och Kinetic Analysis Chain Transfer Polymerisation

We demonstrate a method for high-throughput catalyst screening using a parallel pressure reactor starting from the initial synthesis of a nickel ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Syntes, karakterisering och funktionalisering av Hybrid Au / CdS och Au / ZnS Kärna / skal nanopartiklar

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

One-pot mikrovågsugn-assisterad konvertering av anomera nitrat-estrar till Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Surface Functionalization of Metal-Organic Frameworks for Improved Moisture Resistance

Ytan funktionalisering av belägga med metall-organiska ramar för förbättrad fuktbeständighet

Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of porous inorganic materials with promising properties in gas storage and separation, catalysis and sensing. ...

Reducing Willow Wood Fuel Emission by Low Temperature Microwave Assisted Hydrothermal Carbonization

Minska Willow Wood bränsle emission av låg temperatur mikrovågsugn Assisted hydrotermisk karbonisering

Biomass is a sustainable fuel, as its CO2 emissions are reintegrated in biomass growth. However, the inorganic precursors in the biomass cause a negative ...

Calcium Carbonate Formation in the Presence of Biopolymeric Additives

Kalciumkarbonatbildning i närvaro av Biopolymera tillsatser

Biomineralization is the formation of minerals in the presence of organic molecules, often related with functional and/or structural roles in living ...

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

Mikrovågsassisterad beredning av 1-aryl-1H-pyrazol-5-aminer

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...