Комбинаторного синтеза и высокая пропускная способность белка Освобождение от полимерной пленки и наночастицы библиотеки
Summary
Этот метод описывает комбинаторного синтеза биологически фильм полиангидрид и наночастиц библиотек и высокую пропускную способность обнаружения белка освобождение от этих библиотек.
Abstract
Полиангидриды представляют собой класс биоматериалов с превосходной биосовместимостью и возможности доставки лекарств. В то время как они были изучены с обычными один образец-на-времени методы синтеза, более поздняя высокой пропускной подход был разработан позволяя синтеза и испытаний крупных библиотек полиангидриды 1. Это будет способствовать более эффективной оптимизации и процесс проектирования этих биоматериалов для применения лекарств и вакцин доставки. Метод В этой работе описывается комбинаторного синтеза биологически фильм полиангидрид и наночастиц библиотек и высокой пропускной способностью обнаружения белка освобождение от этих библиотек. В этой управлением робота методом (рис. 1), линейные приводы и шприцевые насосы находятся под контролем LabVIEW, которая позволяет громкой автоматизированный протокол, устраняя ошибки пользователя. Кроме того, этот метод позволяет быстро изготовления микро-масштабе библиотеки полимера, красныйucing размер пакета в то время как в результате создания многовариантной системы полимер. Это комбинаторный подход к синтезу полимеров способствует синтезу до 15 различных полимеров в эквивалентное количество времени, которое потребуется для синтеза одного полимера условно. Кроме того, библиотека комбинаторного полимеров могут быть изготовлены в пустой или белка загруженных геометрии в том числе фильмов или наночастиц при растворении в библиотеке полимера в растворителе и осадки в не-растворитель (наночастиц) или вакуумной сушки (для пленок). При загрузке флуорохромом сопряженных белка в библиотеках полимеров, кинетики белка выпуска может быть оценена на высокой пропускной способности, используя флуоресценции на основе метода обнаружения (рис. 2 и 3), как описано ранее 1. Это комбинаторное платформа была подтверждена с помощью традиционных методов 2 и фильм полиангидрид и наночастиц библиотеки были характеризуются <suр> 1 Н-ЯМР-и ИК-Фурье. Библиотеки были проверены белка кинетики высвобождения, стабильности и антигенности; токсичность лабораторных клеточных, продукция цитокинов, поверхностных маркеров выражения, адгезию, пролиферацию и дифференцировку, а также в естественных условиях биораспределения и мукоадгезия 1-11. Комбинаторный метод, разработанный здесь обеспечивает высокую пропускную способность синтеза полимеров и производства белково-загруженных наночастиц и кино библиотек, которые, в свою очередь, будет показан в пробирке и в естественных для оптимизации производительности биоматериала.
Protocol
Discussion
Знания необходимые условия синтеза и температуры стеклования (T г ы) полимеров синтезируется имеют важное значение для библиотеки изготовления. Если T ^ S ниже комнатной температуры, шаг наночастиц изготовление, возможно, придется проводить в контролируемых условиях темпер?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы признают, ОНР-MURI Award (NN00014-06-1-1176) и армии США медицинских исследований и материального Command (грант № W81XWH-10-1-0806) за финансовую поддержку. Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом под Грантом Номер ЕЭС 0552584 и 0851519.
Materials
| Name | Company | Catalog number |
| Motorized XYZ Stage: 3x T-LSM050A, 50 mm travel per axis | Zaber Technologies | T-XYZ-LSM050A-KT04 |
| NE-1000 Single Syringe Pump | New Era Pump Systems | NE-1000 |
| Pyrex* Vista* Rimless Reusable Glass Culture Tubes | Corning | 07-250-125 |
| Glass cuvettes | Scientific Strategies | G102 |
| LabVIEW | National Instruments | 776671-35 |
| SGE Gas Tight Syringes, Luer Loc | Sigma Aldrich | 509507 |
| U96 DeepWell Plates 1.3 ml & 2.0 ml | Thermo Scientific: Nunc | 278743 |
| Well cap mats | Thermo Scientific: Nunc | 276000 |
| Typhoon 9400 | GE Healthcare | 63-0055-79 |
| Whatman Grade 50 Circles 90 mm | Whatman | 1450-090 |
References
- Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. A novel, high-throughput method to study in vitro protein release from polymer nanospheres. J. Comb. Chem. 12, 51-56 (2010).
- Petersen, L. K. Activation of innate immune responses in a pathogen-mimicking manner by amphiphilic polyanhydride nanoparticle adjuvants. Biomaterials. 32, 6815-6822 (2011).
- Vogel, B. M., Cabral, J. T., Eidelman, N., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. Parallel synthesis and high-throughput dissolution testing of biodegradable polyanhydride copolymers. J. Comb. Chem. 7, 921-928 (2005).
- Petersen, L. K. High-throughput evaluation of in vivo biodistribution of polyanhydride nanoparticles. Adv. Healthcare Mater. , (2012).
- Petersen, L. K., Narasimhan, B. Combinatorial design of biomaterials for drug delivery: opportunities and challenges. Expert Opin. Drug Deliv. 5, 837-846 (2008).
- Petersen, L. K., Oh, J., Sakaguchi, D. S., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Amphiphilic polyanhydride films promote neural stem cell adhesion and differentiation. Tissue Eng. 17, 2533-2541 (2011).
- Petersen, L. K., Sackett, C. K., Narasimhan, B. High-throughput analysis of protein stability in polyanhydride nanoparticles. Acta Biomater. 6, 3873-3881 (2010).
- Petersen, L. K., Xue, L., Wannemuehler, M. J., Rajan, K., Narasimhan, B. The simultaneous effect of polymer chemistry and device geometry on the in vitro activation of murine dendritic cells. Biomaterials. 30, 5131-5142 (2009).
- Thorstenson, J. B., Petersen, L. K., Narasimhan, B. Combinatorial/high-throughput methods for the determination of polyanhydride phase behavior. J. Comb. Chem. 11, 820-828 (2009).
- Xue, L., Petersen, L., Broderick, S., Narasimhan, B., Rajan, K. Identifying factors controlling protein release from combinatorial biomaterial libraries via hybrid data mining methods. ACS Comb. Sci. 13, 50-58 (2011).
- Adler, A. F. High-throughput cell-based screening of biodegradable polyanhydride libraries. Comb. Chem. High Through. Screen. 12, 634-645 (2009).
- Determan, A. S., Trewyn, B. G., Lin, V. S., Nilsen-Hamilton, M., Narasimhan, B. Encapsulation, stabilization, and release of BSA-FITC from polyanhydride microspheres. J. Control. Release. 100, 97-109 (2004).
- Determan, A. S., Wilson, J. H., Kipper, M. J., Wannemuehler, M. J., Narasimhan, B. Protein stability in the presence of polymer degradation products: consequences for controlled release formulations. Biomaterials. 27, 3312-3320 (2006).
- Torres, M. P., Determan, A. S., Anderson, G. L., Mallapragada, S. K., Narasimhan, B. Amphiphilic polyanhydrides for protein stabilization and release. Biomaterials. 28, 108-116 (2007).
- Torres, M. P., Vogel, B. M., Narasimhan, B., Mallapragada, S. K. Synthesis and characterization of novel polyanhydrides with tailored erosion mechanisms. J. Biomed. Mater. Res. A. 76, 102-110 (2006).
- Carrillo-Conde, B. Encapsulation into amphiphilic polyanhydride microparticles stabilizes Yersinia pestis antigens. Acta Biomater. 6, 3110-3119 (2010).
