Name: synthesis of aptamer-pei-g-peg modified gold nanoparticles loaded with doxorubicin for targeted drug delivery
Uploaded: 2020-06-23T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Aptamer-PEI-g-PEG Modified Gold Nanoparticles Loaded with Doxorubicin for Targeted Drug Delivery at JoVE.com

Denna forskning finansierades av National Natural Science Foundation of China (31700840); Det viktigaste vetenskapliga forskningsprojektet i Provinsen Henan (18B430013, 18A150049). Denna forskning stöddes av Nanhu Scholars Program for Young Scholars of XYNU. Författarna vill tacka kandidatstudenten Zebo Qu från College of Life Sciences i XYNU för hans hjälpsamma verk. Författarna vill uppmärksamma Analys & Testcenter i XYNU för användning av deras utrustning.

VARNING: Se till att konsultera alla relevanta datablad för materialsäkerhet (MSDS) innan du använder alla kemikalier. Flera av de kemikalier som används för att förbereda koolymerer och nanopartiklar är akut giftiga. Nanopartiklar har också potentiella faror. Se till att använda alla lämpliga säkerhetsrutiner och personlig skyddsutrustning, inklusive handskar, labbrock, huvor, byxor i full längd och närbesläktade skor.
1. Syntes av dubbelkarboxylpolyetylenglykol (CT-PEG)<sup class...

<ol>
	<li>Abad, J. M., Bravo, I., Pariente, F., Lorenzo, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-tasking+base+ligand:+a+new+concept+of+AuNPs+synthesis.">Multi-tasking base ligand: a new concept of AuNPs synthesis.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (9), 2329-2338 (2016).</li><li>Siegel, R. L., Miller, K. D., Jemal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+statistics,+2019.">Cancer statistics, 2019.</a> CA-A Cancer Journal for Clinicians. 69 (1), 7-34 (2019).</li><li>Jang, B., Kwon, H., Katila, P., Lee, S. J., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual+delivery+of+biological+therapeutics+for+multimodal+and+synergistic+cancer+therapies.">Dual delivery of biological therapeutics for multimodal and synergistic cancer therapies.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 98, 113-133 (2016).</li><li>Gansler, T., 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=Sixty+years+of+CA:+a+cancer+journal+for+clinicians.">Sixty years of CA: a cancer journal for clinicians.</a> CA-A Cancer Journal for Clinicians. 60 (6), 345-350 (2010).</li><li>Li, J., 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=Molecular+Mechanism+for+Selective+Cytotoxicity+towards+Cancer+Cells+of+Diselenide-Containing+Paclitaxel+Nanoparticles.">Molecular Mechanism for Selective Cytotoxicity towards Cancer Cells of Diselenide-Containing Paclitaxel Nanoparticles.</a> International Journal of Biological Sciences. 15 (8), 1755-1770 (2019).</li><li>Zhao, 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=Precise+ratiometric+loading+of+PTX+and+DOX+based+on+redox-sensitive+mixed+micelles+for+cancer+therapy.">Precise ratiometric loading of PTX and DOX based on redox-sensitive mixed micelles for cancer therapy.</a> Colloids Surfaces B: Biointerfaces. 155, 51-60 (2017).</li><li>Blum, R. H., Carter, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adriamycin.+A+new+anticancer+drug+with+significant+clinical+activity.">Adriamycin. A new anticancer drug with significant clinical activity.</a> Annals of Internal Medicine. 80 (2), 249-259 (1974).</li><li>de Lima, R. D. N., 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-level+laser+therapy+alleviates+the+deleterious+effect+of+doxorubicin+on+rat+adipose+tissue-derived+mesenchymal+stem+cells.">Low-level laser therapy alleviates the deleterious effect of doxorubicin on rat adipose tissue-derived mesenchymal stem cells.</a> Journal of Photochemistry Photobiology B. 196, 111512 (2019).</li><li>Markowska, A., Kaysiewicz, J., Markowska, J., Huczynski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxycycline,+salinomycin,+monensin+and+ivermectin+repositioned+as+cancer+drugs.">Doxycycline, salinomycin, monensin and ivermectin repositioned as cancer drugs.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry Letters. 29 (13), 1549-1554 (2019).</li><li>Songbo, 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=Oxidative+stress+injury+in+doxorubicin-induced+cardiotoxicity.">Oxidative stress injury in doxorubicin-induced cardiotoxicity.</a> Toxicology Letters. 307, 41-48 (2019).</li><li>Ewer, M. S., Ewer, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiotoxicity+of+anticancer+treatments.">Cardiotoxicity of anticancer treatments.</a> Nature Reviews Cardiology. 12 (9), 547-558 (2015).</li><li>Gabizon, A., Shmeeda, H., 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=Pharmacokinetics+of+pegylated+liposomal+Doxorubicin:+review+of+animal+and+human+studies.">Pharmacokinetics of pegylated liposomal Doxorubicin: review of animal and human studies.</a> Clinical Pharmacokinetics. 42 (5), 419-436 (2003).</li><li>Xu, X., Ho, W., Zhang, X., Bertrand, N., Farokhzad, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+nanomedicine:+from+targeted+delivery+to+combination+therapy.">Cancer nanomedicine: from targeted delivery to combination therapy.</a> Trends in Molecular Medicine. 21 (4), 223-232 (2015).</li><li>Feng, S., Nie, L., Zou, P., Suo, J. <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+drug+and+polymer+molecular+weight+on+drug+release+from+PLGA-mPEG+microspheres.">Effects of drug and polymer molecular weight on drug release from PLGA-mPEG microspheres.</a> Journal of Applied Polymer Science. 132 (6), 41431 (2015).</li><li>Chen, 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=Injectable+Temperature-sensitive+Hydrogel+with+VEGF+Loaded+Microspheres+for+Vascularization+and+Bone+Regeneration+of+Femoral+Head+Necrosis.">Injectable Temperature-sensitive Hydrogel with VEGF Loaded Microspheres for Vascularization and Bone Regeneration of Femoral Head Necrosis.</a> Materials Letters. 229, 138-141 (2018).</li><li>Abadeer, N. S., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Progress+in+Cancer+Thermal+Therapy+Using+Gold+Nanoparticles.">Recent Progress in Cancer Thermal Therapy Using Gold Nanoparticles.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 120 (9), 4691-4716 (2016).</li><li>Riley, R. S., Day, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanoparticle-mediated+photothermal+therapy:+applications+and+opportunities+for+multimodal+cancer+treatment.">Gold nanoparticle-mediated photothermal therapy: applications and opportunities for multimodal cancer treatment.</a> WIREs Nanomedicine and Nanobiotechnology. 9 (4), 1449 (2017).</li><li>Fratoddi, I., 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=Highly+Hydrophilic+Gold+Nanoparticles+as+Carrier+for+Anticancer+Copper(I)+Complexes:+Loading+and+Release+Studies+for+Biomedical+Applications.">Highly Hydrophilic Gold Nanoparticles as Carrier for Anticancer Copper(I) Complexes: Loading and Release Studies for Biomedical Applications.</a> Nanomaterials (Basel). 9 (5), 772 (2019).</li><li>Lee, S. 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=Drug-loaded+gold+plasmonic+nanoparticles+for+treatment+of+multidrug+resistance+in+cancer.">Drug-loaded gold plasmonic nanoparticles for treatment of multidrug resistance in cancer.</a> Biomaterials. 35 (7), 2272-2282 (2014).</li><li>Dreaden, E. C., Alkilany, A. M., Huang, X., Murphy, C. J., El-Sayed, 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=The+golden+age:+gold+nanoparticles+for+biomedicine.">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine.</a> Chemical Society Reviews. 41 (7), 2740-2779 (2012).</li><li>Wei, T., 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=Anticancer+drug+nanomicelles+formed+by+self-assembling+amphiphilic+dendrimer+to+combat+cancer+drug+resistance.">Anticancer drug nanomicelles formed by self-assembling amphiphilic dendrimer to combat cancer drug resistance.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (10), 2978-2983 (2015).</li><li>Galluzzi, L., Buque, A., Kepp, O., Zitvogel, L., Kroemer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunological+Effects+of+Conventional+Chemotherapy+and+Targeted+Anticancer+Agents.">Immunological Effects of Conventional Chemotherapy and Targeted Anticancer Agents.</a> Cancer Cell. 28 (6), 690-714 (2015).</li><li>Muddineti, O. S., Ghosh, B., Biswas, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+trends+in+using+polymer+coated+gold+nanoparticles+for+cancer+therapy.">Current trends in using polymer coated gold nanoparticles for cancer therapy.</a> International Journal of Pharmaceutics. 484 (1-2), 252-267 (2015).</li><li>Hu, W., 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=Methyl+Orange+removal+by+a+novel+PEI-AuNPs-hemin+nanocomposite.">Methyl Orange removal by a novel PEI-AuNPs-hemin nanocomposite.</a> Journal of Environmental Sciences. 53, 278-283 (2017).</li><li>Gu, F. X., 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=Targeted+nanoparticles+for+cancer+therapy.">Targeted nanoparticles for cancer therapy.</a> Nano Today. 2 (3), 14-21 (2007).</li><li>Srinivasarao, M., Galliford, C. V., Low, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+in+the+design+of+ligand-targeted+cancer+therapeutics+and+imaging+agents.">Principles in the design of ligand-targeted cancer therapeutics and imaging agents.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 14 (3), 203-219 (2015).</li><li>Liu, Z., Shi, Y., Chen, Z., Duan, L., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+progress+towards+the+use+of+aptamers+in+targeted+cancer+therapy.">Current progress towards the use of aptamers in targeted cancer therapy.</a> Chinese Science Bulletin (Chinese Version). 59 (14), 1267 (2014).</li><li>Ghosh, P., Han, G., De, M., Kim, C. K., Rotello, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold+nanoparticles+in+delivery+applications.">Gold nanoparticles in delivery applications.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 60 (11), 1307-1315 (2008).</li><li>Vandghanooni, S., Eskandani, M., Barar, J., Omidi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antisense+LNA-loaded+nanoparticles+of+star-shaped+glucose-core+PCL-PEG+copolymer+for+enhanced+inhibition+of+oncomiR-214+and+nucleolin-mediated+therapy+of+cisplatin-resistant+ovarian+cancer+cells.">Antisense LNA-loaded nanoparticles of star-shaped glucose-core PCL-PEG copolymer for enhanced inhibition of oncomiR-214 and nucleolin-mediated therapy of cisplatin-resistant ovarian cancer cells.</a> International Journal of Pharmaceutics. 573, 118729 (2020).</li><li>Andghanooni, S., Eskandani, M., Barar, J., Omidi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AS1411+aptamer-decorated+cisplatin-loaded+poly(lactic-co-glycolic+acid)+nanoparticles+for+targeted+therapy+of+miR-21-inhibited+ovarian+cancer+cells.">AS1411 aptamer-decorated cisplatin-loaded poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles for targeted therapy of miR-21-inhibited ovarian cancer cells.</a> Nanomedicine. 13 (21), 2729-2758 (2018).</li><li>Palmieri, 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=Human+anti-nucleolin+recombinant+immunoagent+for+cancer+therapy.">Human anti-nucleolin recombinant immunoagent for cancer therapy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (30), 9418-9423 (2015).</li><li>Pichiorri, F., 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=In+vivo+NCL+targeting+affects+breast+cancer+aggressiveness+through+miRNA+regulation.">In vivo NCL targeting affects breast cancer aggressiveness through miRNA regulation.</a> Journal of Experimental Medicine. 210 (5), 951-968 (2013).</li><li>Hou, S., McCauley, L. K., Ma, P. X. <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+erosion+properties+of+PEG-containing+polyanhydrides.">Synthesis and erosion properties of PEG-containing polyanhydrides.</a> Macromolecular Bioscience. 7 (5), 620-628 (2007).</li><li>Nie, 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=Injectable+Vaginal+Hydrogels+as+a+Multi-Drug+Carrier+for+Contraception.">Injectable Vaginal Hydrogels as a Multi-Drug Carrier for Contraception.</a> Applied Sciences. 9 (8), 1638 (2019).</li><li>Zou, P., Suo, J., Nie, L., Feng, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-responsive+biodegradable+star-shaped+block+copolymers+for+vaginal+gels.">Temperature-responsive biodegradable star-shaped block copolymers for vaginal gels.</a> Journal of Materials Chemistry. 22 (13), 6316-6326 (2012).</li><li>Etrych, T., &#352;ubr, V., Laga, R., &#344;&#237;hov&#225;, B., Ulbrich, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+conjugates+of+doxorubicin+bound+through+an+amide+and+hydrazone+bond:+Impact+of+the+carrier+structure+onto+synergistic+action+in+the+treatment+of+solid+tumours.">Polymer conjugates of doxorubicin bound through an amide and hydrazone bond: Impact of the carrier structure onto synergistic action in the treatment of solid tumours.</a> European Journal of Pharmaceutical Sciences. 58, 1-12 (2014).</li><li>Safari, F., Tamaddon, A. M., Zarghami, N., Abolmali, S., Akbarzadeh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyelectrolyte+complexes+of+hTERT+siRNA+and+polyethyleneimine:+Effect+of+degree+of+PEG+grafting+on+biological+and+cellular+activity.">Polyelectrolyte complexes of hTERT siRNA and polyethyleneimine: Effect of degree of PEG grafting on biological and cellular activity.</a> Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. 44 (6), 1561-1568 (2016).</li></ol>

1H NMR-spektrumet (figur 2) bekräftar den framgångsrika syntesen av CT-PEG-koolymer och PEI-g-PEG-koolymer. Molekylvikterna för PEG och PEI var 1 000 respektive 1 200. Dessutom användes EDC/NHS katalytiska systemet för att syntetisera PEI-g-PEG copolymer via amidreaktioner. Det bör noteras att om molekylvikterna för PEG och PEI ändrades för att syntetisera PEI-g-PEG copolymer, måste reaktionstiden och katalyssystemet omvärderas. Reaktionsvillkoret för PEI-g-PEG-koolyme...

Som det största folkhälsoproblemet över hela världen kännetecknas cancer allmänt av att ha en låg botemedel, hög återfallsfrekvens och högdödlighet 1,2. Nuvarande konventionella anti-cancer metoder inkluderar kirurgi, kemoterapi, och strålbehandling3, bland vilka kemoterapi är den primära behandlingen för cancerpatienter ikliniken 4. Kliniska läkemedel mot cancer omfattar främst paklitaxel (PTX)5 och doxorubicin (DOX)6,7. DOX, ett antineoplastiskt läkemedel, har tillämpats i stor utsträckning i klinisk kemoterapi, på grund av fördelarna med cancercytotoxicitet och hämning av cancercellsproliferation8,9. DOX orsakar dock kardiotoxicitet10,11, och dox korta halveringstid begränsar dess tillämpning påkliniken 12. Därför behövs nedbrytbara läkemedelsbärare för att ladda DOX och underligt släppa ut på ett kontrollerat sätt till ett riktat område.
Nanopartiklar har använts i stor utsträckning i riktade drug delivery-system och har flera fördelar vid cancerbehandling (dvs. betydande yt-till-volym-förhållande, liten storlek, förmåga att kapsla in olika läkemedel och tunable ytkemi, etc.) 13,14,15. I synnerhet har guldnanopartiklar (AuNPs) använts i stor utsträckning i biologiska och biomedicinska tillämpningar, såsom fototermisk cancerbehandling16,17. De unika egenskaperna hos AuNPs, såsom underlättande syntes och allmän ytfunktionalisering, har utmärkta utsikter inom det kliniska området cancerbehandling18. Dessutom har AuNPs använts för att identifiera drug delivery strategier, diagnostisera tumörer, och övervinna resistens i många studier19,20.
Trots detta måste AuNPs skräddarsys ytterligare för att övervinna läkemedelsresistens via hög lokal frisättning vid tumörskador genom förbättrad permeation och retention (EPR), såsom inriktnings- och tillgänglighetsegenskaper. Polymer functionalized AuNPs har uppvisat unika fördelar, såsom förbättrad vattenlöslighet av hydrofobiska cancer läkemedel och förlängdcirkulationstid 21,22. Olika biokompatibla polymerer har använts för AuNP-beläggningar, såsom polyetylenglykol (PEG), polyetylenimin (PEI), hyaluronsyra, heparin och xantangummi. Då förbättras stabiliteten, liksom nyttolasten, hos AuNPs väl23. Specifikt är PEI en mycket förgrenad polymer som består av många upprepande enheter av primära, sekundära och tertiära aminer24. PEI har utmärkt löslighet, låg viskositet och en hög grad av funktionalitet, som är lämplig för beläggning på AuNPs.
Å andra sidan måste anti-cancerläkemedel levereras till cancerceller direkt med förbättrad belastningseffektivitet och med lägre toxicitet för behandling av primära och avancerade metastaserade tumörer25. Riktade ligands har stor potential för anti-cancer läkemedel riktade leveranssystem26. Dess selektivitet för målmolekylbindning ger anti-cancerläkemedel som är inriktade på specificitet och ökar läkemedelsberikningen i sjukavävnader 27. Fler ligands inkluderar antikroppar, polypeptider och små molekyler. Jämfört med andra ligands kan nukleinsyraaptamerer syntetiseras in vitro och är lätta att modifiera. AS1411 är en omodifierad 26 bp fosfodiester oligonukleotid som bildar en stabil dimeric G-tetramer struktur för att specifikt binda till ett överuttryckt mål nukleär protein receptor på cancerceller28,29,30. AS1411 hämmar spridningen av många cancerceller men påverkar inte tillväxten av friska celler31,32. Som ett resultat har AS1411 använts för att tillverka ett idealiskt riktat drug delivery-system.
I denna studie syntetiseras en PEI-g-PEG-copolymer via en amidreaktion, sedan är PEI-g-PEG copolymerbelagda guldnanopartiklar (PEI-g-PEG@AuNPs) tillverkade. Dessutom är DOX och AS1411 sekventiellt kopplade till den beredda PEI-g-PEG@AuNPs, som visas i figur 1. Detta detaljerade protokoll är avsett att hjälpa forskare att undvika många av de vanliga fallgroparna i samband med tillverkning av nya PEI-g-PEG@AuNPs laddade med DOX och AS1411.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>4-Dimethylaminopyridine</td>
			<td>Macklin</td>
			<td>D807273</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A549 cell</td>
			<td></td>
			<td>ATCC CCL-185TM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AS1411</td>
			<td>BBI Life Sciences Corporation</td>
			<td></td>
			<td>5&#39;-d (TTTGGTGGTGGTGGTTGTGGTGGTGGTGG) FL-AS1411 (fluorophore-labeled AS1411)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anhydrous Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td>SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell counting kit-8 (CCK-8)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>96992-500TESTS-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Traditional Chinese medicine</td>
			<td>80047318</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diethyl ether (Et2O)</td>
			<td>SinoPharm Chemical Reagent Co., Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Macklin</td>
			<td>D806645</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s modified Eagle&#39;s medium (DMEM)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Doxorubicin hydrochloride</td>
			<td>Rhawn</td>
			<td>R017518</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ether absolute</td>
			<td>Traditional Chinese medicine</td>
			<td>80059618</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Field Emission Transmission Electron Microscope</td>
			<td>FEI Company</td>
			<td>Tecnai G2 F 20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold(III) chloride trihydrate</td>
			<td>Rhawn</td>
			<td>R016035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Particle-size Instrument</td>
			<td>Malvern Instruments Ltd</td>
			<td>ZetasizerNanoZS/Masterszer3000E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate Reader</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>SpectraMax 190</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-(3-Dimethylaminopropyl)-N&#39;-ethylcarbodiimide hydrochloride</td>
			<td>Macklin</td>
			<td>N808856</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Hydroxysuccinimide</td>
			<td>Macklin</td>
			<td>H6231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMR software</td>
			<td>Delta 5.2.1</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer</td>
			<td>JEOL</td>
			<td>JNM-ECZ600R/S3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Origin 8.5</td>
			<td>OriginLab</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>V900929-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P4417-100TAB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethylene glycol)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>81188</td>
			<td>BioUltra, average Mn ~ 1000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly (ethyleneimine) solution</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>482595</td>
			<td>average Mn ~ 1200, 50 wt.% in H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride, powder</td>
			<td>Acros</td>
			<td>C18930</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptomycin</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>85886-10ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Succinic anhydride</td>
			<td>Traditional Chinese medicine</td>
			<td>30171826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran</td>
			<td>Traditional Chinese medicine</td>
			<td>40058161</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine</td>
			<td>Traditional Chinese medicine</td>
			<td>80134318</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV/VIS/NIR Spectrometer</td>
			<td>Lambda950</td>
			<td>Lambda950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray Photoelectron Spectrometer</td>
			<td>Thermo&#8194;Fisher&#8194;Scientific</td>
			<td>K-ALPHA 0.5EV</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of aptamer-pei-g-peg modified gold nanoparticles loaded with doxorubicin for targeted drug delivery

På grund av läkemedelsresistens och toxicitet i friska celler har användningen av doxorubicin (DOX) begränsats vid klinisk cancerbehandling. Detta protokoll beskriver utformningen av poly (etylnimin) ympat med polyetylenglykol (PEI-g-PEG) copolymer funktionaliserade guld nanopartiklar (AuNPs) med laddade aptamer (AS1411) och DOX genom amid reaktioner. AS1411 är specifikt bunden med riktade nukleolinreceptorer på cancerceller så att DOX riktar sig mot cancerceller istället för friska celler. Först karboxyleras PEG och ympas sedan till förgrenad PEI för att erhålla en PEI-g-PEG-copolymer, vilket bekräftas av 1H NMR-analys. Därefter syntetiseras PEI-g-PEG-koolymerbelagda guldnanopartiklar (PEI-g-PEG@AuNPs) och DOX och AS1411 binds kovalst till AuNPs gradvis via amidreaktioner. Diametern på den beredda AS1411-g-DOX-g-PEI-g-PEG@AuNPs är ~39,9 nm, med en zetapotential på -29,3 mV, vilket indikerar att nanopartiklarna är stabila i vatten och cellmedium. Cellcytotoxicitetsanalyser visar att de nydesignade DOX-laddade AuNPs kan döda cancerceller (A549). Denna syntes visar det känsliga arrangemanget av PEI-g-PEG-copolymers, aptamerer och DOX på AuNPs som uppnås genom sekventiella amidreaktioner. Sådana aptamer-PEI-g-PEG-funktionaliserade AuNPs ger en lovande plattform för riktad läkemedelsleverans vid cancerbehandling.

1 (på 1) H NMR-spektroskopi användes för att bekräfta den framgångsrika syntesen av CT-PEG-polymer och PEI-g-PEG-sampolymerer (figur 2). Figur 2a visar att metylprotonsignalen vid δ = 3,61 ppm och kartongylprotonsignalen vid δ = 2,57 ppm bekräftar den framgångsrika syntesen av CT-PEG-polymerer. Figur 2b visar att peg-metylenprotonsignalen vid δ = 2,6 ppm och protonsignalen för PEI <em...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Aptamer-PEI-g-PEG Modified Gold Nanoparticles Loaded with Doxorubicin for Targeted Drug Delivery at JoVE.com

Synthesis of Aptamer-PEI-g-PEG Modified Gold Nanoparticles Loaded with Doxorubicin for Targeted Drug Delivery

I detta protokoll syntetiseras doxorubicin-laddade AS1411-g-PEI-g-PEG modifierade guldnanopartiklar via trestegs mitt i reaktioner. Sedan laddas doxorubicin och levereras för att rikta in sig på cancerceller för cancerbehandling.

Syntes av Aptamer-PEI-g-PEG modifierade guldnanopartiklar laddade med Doxorubicin för riktad läkemedelsleverans

Due to drug resistance and toxicity in healthy cells, use of doxorubicin (DOX) has been limited in clinical cancer therapy. This protocol describes the ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Template Directed Synthesis of Plasmonic Gold Nanotubes with Tunable IR Absorbance

Mall Riktad Syntes av plasmoniska Gold Nanorör med Avstämbara IR Absorbans

A nearly parallel array of pores can be produced by anodizing aluminum foils in acidic environments1, 2. Applications of anodic aluminum oxide (AAO) ...

Preparation and Characterization of SDF-1&#945;-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

Preparation and Characterization of SDF-1ÃƒÅ½Ã‚Â±-Chitosan-Dextran Sulfate Nanoparticles

Beredning och karakterisering av SDF-1α-Chitosan-Dextransulfat Nanopartiklar

Chitosan (CS) and dextran sulfate (DS) are charged polysaccharides (glycans), which form polyelectrolyte complex-based nanoparticles when mixed under ...

A Simple Method for the Size Controlled Synthesis of Stable Oligomeric Clusters of Gold Nanoparticles under Ambient Conditions

En enkel metod för storleken Kontrollerad Syntes av stabila Oligomera Kluster av guld nanopartiklar under normala förhållanden

Reducing dilute aqueous HAuCl4 with sodium thiocyanate (NaSCN) under alkaline conditions produces 2 to 3 nm diameter nanoparticles. Stable grape-like ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protokoll för syntes av<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated anilinderivat

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Hydrokinon baserad syntes av guld nanostavar

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

Chemical Precipitation Method for the Synthesis of Nb2O5 Modified Bulk Nickel Catalysts with High Specific Surface Area

Kemisk fällning metod för syntesen av Nb2O5 modifierad Bulk Nickel katalysatorer med höga specifika yta

We demonstrate a method for the synthesis of NixNb1-xO catalysts with sponge-like and fold-like nanostructures. By varying the Nb:Ni ratio, a series of ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

Snabb Nanoprobe Signal förbättring genom In Situ guld nanopartiklar syntes

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

Synthesis and Characterization of 1,2-Dithiolane Modified Self-Assembling Peptides

Syntes och karakterisering av 1,2-Dithiolane modifierade själv montering peptider

This report focuses on the synthesis of an N-terminus 1,2-dithiolane modified self-assembling peptide and the characterization of the resulting ...

Molten-Salt Synthesis of Complex Metal Oxide Nanoparticles

Smält-Salt syntes av komplexa metalloxid nanopartiklar

The development of feasible synthesis methods is critical for the successful exploration of novel properties and potential applications of nanomaterials. ...

Methionine Functionalized Biocompatible Block Copolymers for Targeted Plasmid DNA Delivery

Metionin funktionaliserade biokompatibla Blocksampolymerer för riktad plasmid DNA-leverans

Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization integrates the advantages of radical polymerization and living polymerization. This ...