Name: detection of endotoxin in nano-formulations using limulus amoebocyte lysate (lal) assays
Uploaded: 2019-01-30T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays at JoVE.com

O estudo foi apoiado por fundos federais do Instituto Nacional de câncer, National Institutes of Health, sob contrato HHSN261200800001E. O conteúdo desta publicação não reflete necessariamente as opiniões ou políticas do departamento de saúde e serviços humanos, nem faz menção de nomes comerciais, produtos comerciais, ou organizações implicam o endosso pelo governo dos EUA.

1. preparação das amostras de nanopartículas
<ol><li>Prepare a amostra de estudo em LAL grau água.</li>
	<li>Se o pH da amostra está fora do intervalo de 6-8, ajuste o pH usando apirógena hidróxido de sódio ou ácido clorídrico.</li>
	<li>Usando leite água grau preparar várias diluições da amostra do estudo. Certifique-se que a maior diluição que não ultrapasse a máxima diluição válida (MVD). Consulte a seção de discussão para obter detalhes sobre a estimativa de MVD.</li>
</ol><p class="jove_tit...

<ol>
	<li>Perkins, D. J., Patel, M. C., Blanco, J. C., Vogel, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+Mechanisms+Governing+Innate+Inflammatory+Responses.">Epigenetic Mechanisms Governing Innate Inflammatory Responses.</a> Journal of Interferon &amp; Cytokine Research. 36 (7), 454-461 (2016).</li><li>Vogel, S. N., Awomoyi, A. A., Rallabhandi, P., Medvedev, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+TLR4+signaling+that+lead+to+increased+susceptibility+to+infection+in+humans:+an+overview.">Mutations in TLR4 signaling that lead to increased susceptibility to infection in humans: an overview.</a> Journal of Endotoxin Research. 11 (6), 333-339 (2005).</li><li>Dobrovolskaia, M. A., Vogel, S. 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S., Ghosh, S., Nayak, S., Das, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+biosensor+based+diagnosis+of+urinary+tract+infection.">Recent advances in biosensor based diagnosis of urinary tract infection.</a> Biosensors and Bioelectronics. 80, 497-510 (2016).</li><li>Solano, G., Gomez, A., Leon, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+endotoxins+in+equine-derived+snake+antivenoms:+Comparison+of+the+USP+pyrogen+test+and+the+Limulus+Amoebocyte+Lysate+assay+(LAL).">Assessing endotoxins in equine-derived snake antivenoms: Comparison of the USP pyrogen test and the Limulus Amoebocyte Lysate assay (LAL).</a> Toxicon. , 13-18 (2015).</li><li>Akbar John, B., Kamaruzzaman, B. Y., Jalal, K. C. A., Zaleha, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TAL+-+a+source+of+bacterial+endotoxin+detector+in+liquid+biological+samples.">TAL - a source of bacterial endotoxin detector in liquid biological samples.</a> International Food Research Journal. 19 (2), 423-425 (2012).</li><li>Fujita, Y., Tokunaga, T., Kataoka, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saline+and+buffers+minimize+the+action+of+interfering+factors+in+the+bacterial+endotoxins+test.">Saline and buffers minimize the action of interfering factors in the bacterial endotoxins test.</a> Analytical Biochemistry. 409 (1), 46-53 (2011).</li><li>Dobrovolskaia, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-clinical+immunotoxicity+studies+of+nanotechnology-formulated+drugs:+Challenges,+considerations+and+strategy.">Pre-clinical immunotoxicity studies of nanotechnology-formulated drugs: Challenges, considerations and strategy.</a> Journal of Controlled Release. 220 (Pt B), 571-583 (2015).</li><li>Dobrovolskaia, M. 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=Ambiguities+in+applying+traditional+Limulus+amebocyte+lysate+tests+to+quantify+endotoxin+in+nanoparticle+formulations.">Ambiguities in applying traditional Limulus amebocyte lysate tests to quantify endotoxin in nanoparticle formulations.</a> Nanomedicine (London). 5 (4), 555-562 (2010).</li><li>Dobrovolskaia, M. A., Neun, B. W., Clogston, J. D., Grossman, J. H., McNeil, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Choice+of+method+for+endotoxin+detection+depends+on+nanoformulation.">Choice of method for endotoxin detection depends on nanoformulation.</a> Nanomedicine (London). 9 (12), 1847-1856 (2014).</li><li>Neun, B. W., Dobrovolskaia, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Considerations+and+Some+Practical+Solutions+to+Overcome+Nanoparticle+Interference+with+LAL+Assays+and+to+Avoid+Endotoxin+Contamination+in+Nanoformulations.">Considerations and Some Practical Solutions to Overcome Nanoparticle Interference with LAL Assays and to Avoid Endotoxin Contamination in Nanoformulations.</a> Methods in Molecular Biology. 1682, 23-33 (2018).</li><li>Boratynski, J., Szermer-Olearnik, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endotoxin+Removal+from+Escherichia+coli+Bacterial+Lysate+Using+a+Biphasic+Liquid+System.">Endotoxin Removal from Escherichia coli Bacterial Lysate Using a Biphasic Liquid System.</a> Methods in Molecular Biology. 1600, 107-112 (2017).</li><li>Li, H., Hitchins, V. M., Wickramasekara, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+detection+of+bacterial+endotoxins+in+ophthalmic+viscosurgical+device+materials+by+direct+analysis+in+real+time+mass+spectrometry.">Rapid detection of bacterial endotoxins in ophthalmic viscosurgical device materials by direct analysis in real time mass spectrometry.</a> Analytica Chimica Acta. 943, 98-105 (2016).</li><li>Uhlig, 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=Profiling+of+3-hydroxy+fatty+acids+as+environmental+markers+of+endotoxin+using+liquid+chromatography+coupled+to+tandem+mass+spectrometry.">Profiling of 3-hydroxy fatty acids as environmental markers of endotoxin using liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry.</a> Journal of Chromatography A. 1434, 119-126 (2016).</li><li>Smulders, 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=Contamination+of+nanoparticles+by+endotoxin:+evaluation+of+different+test+methods.">Contamination of nanoparticles by endotoxin: evaluation of different test methods.</a> Particle and Fibre Toxicology. 9, 41 (2012).</li><li>. NCL assay cascade Available from: <a target="_blank" href="https://ncl.cancer.gov/resources/assay-cascade-protocols">https://ncl.cancer.gov/resources/assay-cascade-protocols</a> (2015)</li><li>Dobrovolskaia, M. A., Germolec, D. R., Weaver, 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=Evaluation+of+nanoparticle+immunotoxicity.">Evaluation of nanoparticle immunotoxicity.</a> Nature Nanotechnology. 4 (7), 411-414 (2009).</li><li>Borton, L. K., Coleman, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Material-mediated+pyrogens+in+medical+devices:+Applicability+of+the+in+vitro+Monocyte+Activation+Test.">Material-mediated pyrogens in medical devices: Applicability of the in vitro Monocyte Activation Test.</a> Altex. , (2018).</li><li>Stoppelkamp, 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=Speeding+up+pyrogenicity+testing:+Identification+of+suitable+cell+components+and+readout+parameters+for+an+accelerated+monocyte+activation+test+(MAT).">Speeding up pyrogenicity testing: Identification of suitable cell components and readout parameters for an accelerated monocyte activation test (MAT).</a> Drug Testing and Analysis. 9 (2), 260-273 (2017).</li><li>Vipond, C., Findlay, L., Feavers, I., Care, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limitations+of+the+rabbit+pyrogen+test+for+assessing+meningococcal+OMV+based+vaccines.">Limitations of the rabbit pyrogen test for assessing meningococcal OMV based vaccines.</a> Altex. 33 (1), 47-53 (2016).</li><li>Barenholz, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxil(R)--the+first+FDA-approved+nano-drug:+lessons+learned.">Doxil(R)--the first FDA-approved nano-drug: lessons learned.</a> Journal of Controlled Release. 160 (2), 117-134 (2012).</li><li>Neun, B. W., Dobrovolskaia, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+and+quantitative+evaluation+of+endotoxin+contamination+in+nanoparticle+formulations+by+LAL-based+assays.">Detection and quantitative evaluation of endotoxin contamination in nanoparticle formulations by LAL-based assays.</a> Methods in Molecular Biology. 697, 121-130 (2011).</li><li>FDA, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guidance for Industry: Estimating the Maximum Safe Starting Dose in Initial Clinical Trials for Therapeutics in Adult Healthy Volunteers. , (2005).</li><li>Mohan, P., Rapoport, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxorubicin+as+a+molecular+nanotheranostic+agent:+effect+of+doxorubicin+encapsulation+in+micelles+or+nanoemulsions+on+the+ultrasound-mediated+intracellular+delivery+and+nuclear+trafficking.">Doxorubicin as a molecular nanotheranostic agent: effect of doxorubicin encapsulation in micelles or nanoemulsions on the ultrasound-mediated intracellular delivery and nuclear trafficking.</a> Molecular Pharmaceutics. 7 (6), 1959-1973 (2010).</li><li>Dabbagh, 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=Low-melting-point+polymeric+nanoshells+for+thermal-triggered+drug+release+under+hyperthermia+condition.">Low-melting-point polymeric nanoshells for thermal-triggered drug release under hyperthermia condition.</a> International Journal of Hyperthermia. 31 (8), 920-929 (2015).</li><li>Li, Y., 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=Optimising+the+use+of+commercial+LAL+assays+for+the+analysis+of+endotoxin+contamination+in+metal+colloids+and+metal+oxide+nanoparticles.">Optimising the use of commercial LAL assays for the analysis of endotoxin contamination in metal colloids and metal oxide nanoparticles.</a> Nanotoxicology. 9 (4), 462-473 (2015).</li><li>Li, Y., 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=Bacterial+endotoxin+(lipopolysaccharide)+binds+to+the+surface+of+gold+nanoparticles,+interferes+with+biocorona+formation+and+induces+human+monocyte+inflammatory+activation.">Bacterial endotoxin (lipopolysaccharide) binds to the surface of gold nanoparticles, interferes with biocorona formation and induces human monocyte inflammatory activation.</a> Nanotoxicology. 11 (9-10), 1157-1175 (2017).</li></ol>

As informações fornecidas neste protocolo tem sido descritas antes15,26 e se baseia em vários documentos normativos publicados pela Food e Drug Administration (FDA ou FDA) e farmacopeia dos Estados Unidos (USP)4 , 5 , 6 , 27e também está disponível no site NCL20 em protocolos STE1.2 (turbidez LAL), STE1.3 (...

Uma endotoxina é um bloco de construção da parede de pilha bacteriana gram-1,2. Ele pode ativar as células do sistema imunológico em muito baixas concentrações de (picograma)1,2. Os mediadores proinflammatory (citocinas, leucotrienos, eicosanoides, etc) produzidos pelas células em resposta a uma endotoxina são responsáveis pela febre, hipotensão, hipertensão e mais graves problemas de saúde, incluindo a falência múltipla de órgãos 1 , 2 , 3. a severidade dos imune-mediada-efeitos colaterais provocados a endotoxina depende de sua potência determinada pela estrutura e composição de endotoxinas e medido em unidades de endotoxina internacional (IUs ou EUs)3. O número dessas unidades por quilograma de peso corporal é usado para definir uma dose pirogénica limiar da endotoxina. Esta dose é que 5 EU/kg para medicamentos administrados através de todas as rotas, mas a via intratecal. Drogas dosadas por metro quadrado de superfície corporal, fluidos intra-ocular, radiofármacos e produtos administrado via intratecal rota têm uma dose pirogénica limiar diferente, que é 100 EU/m2, 0.2 EU/mL, EU 175/V (onde V é o volume do produto destinado a administração) e EU 0.2/kg, respectivamente4. Mais detalhes sobre a dose pirogénica limiar para vários medicamentos e dispositivos são fornecidos e discutiram em outra parte4,5,6.
Animais variam muito em sua sensibilidade para reações mediadas por endotoxinas. Os seres humanos, os primatas não-humanos e coelhos estão entre as espécies mais extremamente sensíveis a endotoxinas3. Para evitar mediada por endotoxina de efeitos colaterais em pacientes e evitar conclusões imprecisas de toxicidade pré-clínica e estudos de eficácia, é essencial para detectar com precisão e quantificar endotoxinas em ambas as formulações de grau e pré-clínicos. Vários métodos atualmente disponíveis podem realizar esta tarefa. Um deles é o ensaio de Limulus Amoebocyte Lysate (LAL), que é comumente usado em todo o mundo para a tela de produtos biomédicos para a potencial contaminação de Endotoxinas, bem como para detectar infecções bacterianas7,8,9. O lisado é preparado a partir amoebocytes, as células presentes no sangue de caranguejos-ferradura Limulus polyphemus residentes na costa leste do continente da América do Norte7. Curiosamente, há poucas espécies diferentes de caranguejos-ferradura (Tachypleus gigas e Tachypleus tridentatus) em Ásia10. O Tachypleus Amoebocyte Lysate (TAL) é usado em vários países asiáticos para a detecção de endotoxina semelhante como o leite é usado em outros cuntries10. Os lysates (LAL e TAL) contêm um grupo de proteínas que, após a ativação, conferir atividade de protease. Uma destas proteínas, o chamado Factor C é ativada em caso de contacto com endotoxina. Ativado fator C cliva o fator B, que por sua vez também se torna uma protease e fende uma pro-coagulação enzimática para produzir uma enzima de coagulação. O resultado dessa cadeia de reações é a formação de um gel, um aumento na turbidez da amostra e, na presença de um substrato cromogénico, a aparência de um produto colorido, que servem como base para gel-coágulo, turbidez e ensaios cromogênico, respectivamente. Enquanto não há nenhum formato obrigatório da LAL, a Food and Drug Administration (FDA) explica na orientação para documento da indústria, que, em caso de discrepância nos resultados do teste entre diferentes formatos LAL, a decisão é feita com base no ensaio de gel-coágulo5 .
Muitos comumente utilizados produtos químicos de laboratório (ex., EDTA) e ensaios de drogas conhecida produtos (por exemplo, penicilina) interferem com LAL11. A interferência é geralmente identificada por avaliar a recuperação do padrão de endotoxina cravado em uma concentração conhecida em uma solução contendo o material de ensaio. Se a recuperação de pico é menor do que 50% ou mais de 200%, então o resultado da LAL do ensaio para o material determinado teste é inválido devido à inibição ou realce, respectivamente4. Formulações à base de nanotecnologia são muitas vezes complexas e interferem com o leite através de uma variedade de mecanismos12,13,14. Muitas abordagens têm sido descritas para superar a interferência: reconstituição de amostra em buffers específicos e surfactantes, inativação de proteínas por aquecimento, destruição de materiais ocos baseados em lipídios por aquecimento e completando a amostra com excesso cátions divalentes5,12,13,14,15. Métodos alternativos para situações em que a interferência de leite não pode ser superada também têm sido descritos: ELISA, uma célula de repórter HEK-TLR4 linha de ensaio e espectrometria de massa16,17,18, 19.
Neste documento, os procedimentos experimentais para a realização de ensaios LAL cromogênico, turbidez e gel-coágulo são descritos. Estes ensaios também estão disponíveis no site laboratório de caracterização de nanotecnologia (NCL)20 em protocolos STE1.2 (turbidez LAL), STE1.3 (gel-coágulo LAL) e STE1.4 (LAL cromogênico). Recomenda-se realizar pelo menos dois formatos diferentes para caracterizar a mesma formulação-nano. Quando resultados de turbidez e LAL cromogênica discordam, os resultados do gel-coágulo são considerados5. Quando os resultados dos dois formatos LAL discordam, adicionais de conclusões de estudos usando o teste de ativação de monócitos (esteira) ou teste de pirogênio coelho (RPT) para verificar LAL são realizados21. É importante notar que cada método utilizado para detecção de endotoxinas e avaliação pirogénicos tem vantagens e limitações21,22,23,24. Reconhecer as limitações do procedimento usado para caracterizar uma formulação de determinada nanotecnologia é essencial para obter justificação científica para a utilização do procedimento ideal para essa formulação-nano.
Neste estudo, doxorrubicina lipossomal peguilado foi usada como uma formulação de nanopartículas de modelo. Esta formulação foi aprovada pela FDA em 1995 e usada no tratamento de pacientes de câncer em todo o mundo25.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Turbidity LAL Assay</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S2770</td>
			<td>When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H9892</td>
			<td>When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAL Reagent</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>T0051</td>
			<td>This reagent can be used with turbidity assay only</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control Endotoxin Standard</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>E0005</td>
			<td>This reagent can be used with turbidity and gel-clot assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAL grade water</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>WP0501</td>
			<td>This reagent can be used with any LAL format</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucashield Buffer</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>GB051-25</td>
			<td>Used to prevent false-positive response from beta-glucans</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable endotoxin-free glass dilution tubes 12 x 75 mm</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>TB240</td>
			<td>These tubes can be used with all three assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable endotoxin-free glass reaction tubes 8 x 75 mm</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>TK100</td>
			<td>These tubes can be used with turbidity and chromogenic assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-free tips with volumes 0.25 and 1.0 mL</td>
			<td>RAININ</td>
			<td>PPT25, PPT10</td>
			<td>Tips and pipettes may adsorb endotoxin and release leachables which interfere with LAL assay. These RAININ tips are used because their optimal performance in the LAL assay was verified and confirmed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-free microcentrifuge tubes, 2.0 mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22600044</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-fee combitips, 5mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30089669</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Repeat pipettor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>4982000020</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcetrifuge</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerator, 2-8 C</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer, -20 C</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyros Kinetix or Pyros Kinetix Flex reader</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>PKF96</td>
			<td>Other instruments can be used. However, LAL reagents and endotoxin standards used in this assay may require optimization. When other instrumentation is used, please refer to the instrument and LAL kit manufacturers for instructions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chromogenic LAL Assay</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrochrome LAL Reagent</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>CG1500-5</td>
			<td>This reagent is specific to the Chromogenic Assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control Endotoxin Standard</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>EC010</td>
			<td>This standard is different than that used for turbidity and gel-clot LALs; it is optimized for optimal performance in the chromogenic assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S2770</td>
			<td>When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H9892</td>
			<td>When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAL grade water</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>WP0501</td>
			<td>This reagent can be used with any LAL format</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucashield Buffer</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>GB051-25</td>
			<td>Used to prevent false-positive response from beta-glucans</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable endotoxin-free glass dilution tubes 12 x 75 mm</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>TB240</td>
			<td>These tubes can be used with all three assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable endotoxin-free glass reaction tubes 8 x 75 mm</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>TK100</td>
			<td>These tubes can be used with turbidity and chromogenic assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-free tips with volumes 0.25 and 1.0 ml</td>
			<td>RAININ</td>
			<td>PPT25, PPT10</td>
			<td>Tips and pipettes may adsorb endotoxin and release leachables which interfere with LAL assay. These RAININ tips are used because their optimal performance in the LAL assay was verified and confirmed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-free microcentrifuge tubes, 2.0 mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22600044</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-fee combitips, 5mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30089669</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Repeat pipettor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>4982000020</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcetrifuge</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerator, 2-8 C</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer, -20 C</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyros Kinetix or Pyros Kinetix Flex reader</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>PKF96</td>
			<td>Other instruments can be used. However, LAL reagents and endotoxin standards used in this assay may require optimization. When other instrumentation is used, please refer to the instrument and LAL kit manufacturers for instructions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel-Clot LAL Assay</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAL Reagent</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>G5003</td>
			<td>This reagent is specific to the gel-clot assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control Endotoxin Standard</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>E0005</td>
			<td>This reagent can be used with turbidity and gel-clot assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S2770</td>
			<td>When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H9892</td>
			<td>When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAL grade water</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>WP0501</td>
			<td>This reagent can be used with any LAL format</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucashield Buffer</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>GB051-25</td>
			<td>Used to prevent false-positive response from beta-glucans</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable endotoxin-free glass dilution tubes 12 x 75 mm</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>TB240</td>
			<td>These tubes can be used with all three assays</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable endotoxin-free glass reaction tubes 10 x 75 mm</td>
			<td>Associates of Cape Cod</td>
			<td>TS050</td>
			<td>These tubes are for use with the gel-clot assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-free tips with volumes 0.25 and 1 mL</td>
			<td>RAININ</td>
			<td>PPT25, PPT10</td>
			<td>Tips and pipettes may adsorb endotoxin and release leachables which interfere with LAL assay. These RAININ tips are used because their optimal performance in the LAL assay was verified and confirmed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-free microcentrifuge tubes, 2.0 mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22600044</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrogen-fee combitips, 5mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30089669</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Repeat pipettor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>4982000020</td>
			<td>Other equivalent supplies can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcetrifuge</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerator, 2-8 C</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer, -20 C</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath, 37 C</td>
			<td>any brand</td>
			<td></td>
			<td>Any brand can be used, however, it is important either to switch off water circulation or use non-circualting water bath because water flow will affect clot formation and lead to false-negative results</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

detection of endotoxin in nano-formulations using limulus amoebocyte lysate (lal) assays

Quando presentes em produtos farmacêuticos, uma parede de pilha bacteriana gram-negativos endotoxina de componente (muitas vezes também chamada lipopolissacarídeo) pode causar inflamação, febre, hipo - ou hipertensão arterial e, em casos extremos, pode levar a danos de tecidos e órgãos que podem tornar-se fatal. As quantidades de endotoxina em produtos farmacêuticos, portanto, são estritamente regulamentadas. Entre os métodos disponíveis para a detecção de endotoxinas e quantificação, o ensaio de Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) é comumente usado em todo o mundo. Enquanto qualquer produto farmacêutico pode interferir com o ensaio LAL, nano-formulações representam um desafio particular devido à sua complexidade. O objetivo deste trabalho é fornecer um guia prático para pesquisadores inexperientes na estimativa de endotoxinas em nanomateriais engenharia e drogas nanopartículas-formulado. Neste documento, recomendações práticas para a realização de três formatos LAL, incluindo turbidez, cromogênico e gel-coágulo ensaios são discutidas. Estes ensaios podem ser usados para determinar a contaminação de endotoxinas em medicamentos baseados em nanotecnologia, vacinas e adjuvantes.

O exemplo de dados gerados após o teste esta formulação em ensaios LAL é mostrado na tabela 1. Doxorrubicina lipossomal peguilado interferiu com LAL cromogênico a diluição 5. No entanto, esta interferência foi superada pelo maiores diluições. Recuperação de Spike foi entre 50 e 200% quando esta formulação foi testada em diluições 50 e 500 turbidez e LAL cromogênico, bem como a diluição 5 na turbidez LAL. Quando ajustado pelo factor de diluição, os res...

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Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

Deteção de endotoxinas em nanomateriais engenharia representa um dos grandes desafios no campo da nanomedicina. Aqui, apresentamos um estudo de caso que descreve a estrutura composta por três diferentes formatos LAL para estimar a contaminação potencial de endotoxinas em nanopartículas.

Deteção da endotoxina em Nano-formulações usando Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) ensaios

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Este método pode ajudar a responder no campo médico sobre a segurança de nano medicamentos. As vantagens dessa técnica é que ela é padrão, e é usada mundialmente para avaliação de produtos, para nano medicamentos. Demonstração do procedimento, será Barry Neun, no Laboratório de Caracterização de Nano Tecnologia.Para a preparação padrão de calibração, utilize 900 microliters de limulus amebocyte lysate, ou água de grau LAL. E 100 microlitres de endotoxina padrão de controle, para preparar quantas diluições intermediárias necessários, para permitir a elaboração de um padrão de calibração com uma concentração de uma unidade de endotoxina por mililitro. Em seguida, usando 900 microliters de água de grau LAL, e 100 microliters de uma unidade de endotoxina por padrão de calibração mililitro, preparar um segundo padrão de calibração, a uma concentração de 0,1 unidade de endotoxina por mililitro.Em seguida, repita a diluição de dez vezes para preparar dois padrões de calibração mais baixos. Para obter um total de quatro padrões de calibração, variando de 0001 a uma unidade de endotoxina por mililitro. Para preparar uma unidade de endotoxina de 05 por controle de qualidade mililitro, combina 50 microlitrais de uma unidade de endotoxina por mililitro de solução de endotoxina padrão de controle, com 950 microliters de água de grau LAL.Em seguida no software selecione as configurações do instrumento e crie o modelo. Selecione coletar dados e digite o ID de teste e o grupo de dados na guia geral. Na guia de hardware, selecione o tipo de instrumento e o método LAL e verifique se um número de série, o ID do sistema e as informações da porta serial aparecem na tela.Clique bem duas vezes para confirmar a seleção do instrumento e a comunicação com o instrumento, e digite os ID da amostra na mesma ordem em que as amostras serão testadas. Em seguida, use os botões padrão para entrar na curva padrão de controle negativo e testar amostras. Adicione o volume apropriado de padrões de calibração de controle negativos e o controle de qualidade em tubos de vidro pré-rotulados duplicados.E adicione o volume apropriado de LAL ao primeiro teste vil. Vórtice o vil brevemente, e coloque o frasco nas ranhuras de testes apropriadas no carrossel de instrumentos. Antes de carregar as amostras, realize várias diluições do nanomaterial de teste dentro da diluição máxima válida, conforme demonstrado.Para preparar uma unidade de endotoxina 05 por mililitro de controle de melhoria da inibição, combine 25 microliters da unidade de endotoxina por mililitro de solução de endotoxina padrão de controle, com 475 microliters do nano material de teste em uma dada diluição. Após o vórtice, carregue os controles de aprimoramento de inovação adequados e as amostras de estudo não espetadas no instrumento. Em seguida, a alíquota não picou e os nano materiais cravados em uma diluição específica em tubos pré-rotulados.Antes do vórtice, e carregando no carrossel de instrumentos. Para realizar um LAL Gel-Clot, prepare a endotoxina padrão de controle para uma concentração final de quatro lambda, e combine 100 microliters de padrão, com 100 microliters de água, ou teste amostra para alcançar uma concentração final de endotoxina padrão de controle dois lambda. Adicione 100 microliters de Lysine a cada diluição de lambda.Vórtice os tubos brevemente, e coloque o rack de tubos em um banho de água de 37 graus Celsius por uma hora. No final da incubação, inverta os tubos com um movimento suave, e registe a manualmente os resultados usando mais para um coágulo firme, e menos para nenhum coágulo, ou um coágulo solto. Nesta análise representativa, a doxorubicina liposômica pegylated interferiu com LAL cromogênico na diluição cinco, porém essa interferência foi superada em diluições mais altas.A recuperação do pico foi entre 50 e 200% quando a formulação foi testada em diluições 50 e 500 na turbidez e LAL cromogênica, bem como na diluição cinco, na turbidez LAL. Quando ajustados pelo fator de diluição, os resultados foram consistentes entre delírios em ambos os ensaios. Além disso, os resultados foram consistentes entre os três formatos de redação.Lembre-se que cada amostra tem sua própria gama de diluições, cada formato LAL usa seu padrão de controle na doxina e lise, e que os tubos usados para preparar as diluições, e para realizar uma reação diferente para cada ensaio LAL. Para este procedimento, outros métodos como o Pode ser realizado para responder a perguntas adicionais sobre o material Após seu desenvolvimento, esta técnica abriu caminho para as suturas e o campo da nano medicina, explorar as aplicações médicas de nanotecnologia formuladas em humanos, e modelos clínicos, incluindo, mas não se limitando a primatas não humanos, coelhos, cães e ratos. Não se esqueça que trabalhar com doxina pode ser extremamente perigoso e as precauções, como usar equipamentos de proteção individual, devem ser sempre tomadas durante a realização deste procedimento.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

Developing Custom Chinese Hamster Ovary-host Cell Protein Assays using Acoustic Membrane Microparticle Technology

Desenvolvimento personalizado Ovário de Hamster Chinês hospedar-Cell ensaios de proteína utilizando a Tecnologia micropartícula Acústico Membrana

Custom assays for unique proteins are often limited to time consuming manual detection and quantitation techniques such as ELISA or Western blots due to ...

Bioengenharia

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

Fabricação de Eletroquímica-DNA Biossensores para Detecção Reagentless de ácidos nucléicos, proteínas e pequenas moléculas

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Detection and Isolation of Circulating Melanoma Cells using Photoacoustic Flowmetry

Detecção e isolamento de células de melanoma circulantes usando Fluxometria Fotoacústica

Circulating tumor cells (CTCs) are those cells that have separated from a macroscopic tumor and spread through the blood and lymph systems to seed ...

Bacterial Detection &amp; Identification Using Electrochemical Sensors

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Bacteriana Detecção e Identificação Utilizando sensores eletroquímicos

Electrochemical  sensors are widely used for rapid and accurate measurement of blood glucose and  can be adapted for detection of a wide variety of ...

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Flexão Medidas rigidez de Biopolímeros usando ensaios de deslizamento

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Reconstruções anatômicas do sistema venoso cardíaco humano usando contraste Tomografia computadorizada de Amostras de perfusão-fixados

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Conta Agregação ensaios para a caracterização dos putativos Moléculas de Adesão Celular

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Irritação dos olhos Test (EIT) para identificação de perigos de olho irritantes químicos usando reconstruída Humano Córnea-like epitelial (RHCE) Modelo Tissue

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Label-free Single Molecule Detection Using Microtoroid Optical Resonators

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