Polielektrolit Kompleksi Misellerinin Montajı ve Karakterizasyonu
Summary
Polielektrolit kompleks misellerin, polielektrolitlerin ve hidrofilik yüklü blok kopolimerlerin oluşturduğu çekirdek kabuklu nano partiküllerin tasarımı, montajı ve karakterizasyonu için protokoller ve temsili veriler salıyoruz.
Abstract
Polielektrolit kompleks miseller (PCM’ler), sulu çözeltide yüklü polimerlerin kendi kendine biraraya toplanması yla oluşan çekirdek kabuğu nano tanecikleri, polielektrolit etkileşimlerinin fiziğinin araştırılması için güçlü bir platform sağlar ve aynı zamanda vivo terapötik oligonükleotid teslim acil sorun. PCM’ler için öngörülü yapı-özellik ilişkileri geliştirmek, kısmen nanopartikül kendi kendine montaj sırasında güçlü kinetik tuzakların varlığı nedeniyle zor olmuştur. Bu makalede, PCM yapısı için polimer seçimiiçin kriterler açıklanabilir ve tekrarlanabilir, düşük polidispersitlik nano tanecikleri montajı sağlayan tuz annealing dayalı protokoller sağlar. Ayrıca ışık saçılımı, küçük açılı X-ışını saçılımı ve elektron mikroskobu kullanarak PCM karakterizasyonu tartışılmaktadır.
Introduction
Karşı yüklenmiş polielektrolitler sulu çözeltide karıştırıldığında, karşıtlıklarının serbest bırakılmasından elde edilen entropi kazancı çözeltinin polimer açısından zengin yoğunlaştırılmış faza ve polimer-tükenmiş süpernatant1,2,3,4,5,polielektrolit kompleksi olarak bilinen bir fenomen haline karışmasına neden olur. Nötr bir hidrofilik blok polielektrolitlerden birine veya her ikisine konjuge edilirse, bunun yerine nanoölçekli faz ayrımı gerçekleşir (Şekil 1A). Ortaya çıkan kendi kendine monte çekirdek kabuğu nano tanecikleri çeşitli polielektrolit karmaşık micelles (PCMs), poliyon karmaşık micelles, blok iyonomer kompleksleri, ya da yüzey aktif micellizasyon benzetme ile koacervate çekirdekli micelles olarak adlandırılır, sistemin tüm bileşenleri hidrofilikolmasınarağmen6 ,7. Bir PCM yeteneği proteinler ve nükleik asitler gibi hidrofilik molekülleri kapsüllemek için, hem de blok kopolimer taşıyıcı mimarisi tarafından sunulan geniş alabilme onları vivo 8 terapötik molekülleri sunmak için cazip adaylar yapar8,9,10,11,12,13.
Hücresel hedeflere terapötik nükleik asitler indelivering özellikle önemli bir sorundur, ve pcms çeşitli avantajlar sunan biri. Terapötik nükleik asitler (genetik DNA, mRNA, ve siRNA gibi oligonükleotidler) insan sağlığını iyileştirmek için büyük bir potansiyele sahip, ancak bu potansiyel14gerçekleştirmek için çok sayıda biyolojik ve fiziksel engelleri aşmak gerekir14 ,15,16. Çıplak nükleik asitler serum ve hücresel nükleazlar tarafından bozulur, hızlı bir şekilde dolaşımdan temizlenir ve güçlü negatif yükleri, yardım almadan hücre zarlarına girmelerini zorlaştırır. Bu engelleri aşmak için mevcut yaklaşımlar hidrofobik etkileşimleri15,17,18ile monte çeşitli lipid nano tanecikleri içine çekirdekleri ve / veya kapsülleme hasarı önlemek için pahalı kimyasal değişiklikler içerir. Bu yöntemler lokal enjeksiyonlar ve karaciğer hedeflemeiçin etkili olduğu kanıtlansa da, sistemik kullanım toksisite, immünojenite ve sınırlı biyodağıtım önemli sınırlamalar sunar16. Buna karşılık, PCM’ler çekirdekasitlerin negatif yüklerini fazdan ayrılmış çekirdek içinde yoğunlaştırmak için kullanırken, nötr korona bozulmaya karşı sterik bariyerin yanı sıra hedefleme yi veya içselleştirmeyi artırmak için ligandları birleştirmek için bir platform sağlar11,19. In vitro ve hayvan çalışmaları PCM’ler etkili çeşitli nükleik asit yükleri teslim edebilirsiniz göstermiştir20,21,22,23,24, ama bizim yeteneğimizde zayıflıkları gibi PCM özellikleri tahmin etmek için boyut, şekil, ve kurucu polimerlerin özelliklerinden istikrar onların daha geniş benimsenmesini engelledi.
Bizim grup ve alanında diğerleri tarafından son çalışma yapısı-mülkiyet geliştirerek bu sorunu çözmek için başladı, ve bazı durumlarda nükleik asitler ve çeşitli katyonik-nötr polimerler7oluşan PCM’ler için yapı-özellik-fonksiyon ilişkileri 7,25,26,27. Bu çalışmalardan ortaya çıkan iki tutarlı tema, PCM montajı için iyi kontrol edilen, tekrarlanabilir protokoller geliştirmenin önemi ve ortaya çıkan nano parçacıkları karakterize etmek için birden fazla teknik kullanmanın yararıdır. Polielektrolitler, özellikle nükleik asitler gibi yüksek yük yoğunluğuna sahip olanlar, birbirleriyle çok güçlü bir şekilde etkileşime girerek karıştırma üzerine kolayca kInetik olarak kapana kısılmış gibi görünerek, işlemdeki küçük varyasyonlara karşı son derece hassas olan pcm preparatları ile sonuçlanır ve toplu iş lerden toplu işleme kadar yüksek polidispersit ve kötü tekrarlanabilirlik gösterir. PCM’lerin ayrıca bileşenlerinin atomik düzey yapılandırmalarına bağlı olarak çok çeşitli şekil ve boyutlarda benimsedikleri gösterilmiştir ve bu çeşitliliği herhangi bir bireysel karakterizasyon tekniğiyle yakalamak çok zordur, özellikle de dinamik ışık saçılımı (DLS) gibi bazı yaygın teknikler yorumlamaları için parçacık şekli hakkında varsayımlar gerektirdiğinden.
Bu makalede, oligonükleotidler ve katyonik-nötr diblok kopolimerler üzerinde odaklanarak, PCM’ler için malzeme tasarımı ve seçimi tartışılmaktadır. Daha sonra PCM montajı sırasında kinetik bindirmeönlemek için yavaş diyaliz ardından yüksek tuz konsantrasyonları kullanan bir tuz tavlama protokolü açıklar. Polielektrolitler elektrostatik konumlar taranır yüksek tuz koşullarında karıştırılır, daha sonra tuz konsantrasyonu yavaş yavaş polielektrolitler en enerjik uygun yapılandırmaları yerleşmek için izin indirilir, termal annealing yavaş soğutma sürecine benzer. Bu protokolü kullanarak, düzenli olarak oligonükleotid PCMs7,26için son derece düşük polidispersity ve yüksek tekrarlanabilirlik elde edebiliyoruz. Son olarak, pcm’leri dış morfolojiden iç yapıya kadar çok geniş bir uzunluk ölçeği nde karakterize etmek için dört ayrı ölçüm tekniğinin nasıl kullanılabileceğini anlatıyoruz: DLS, çok açılı ışık saçılımı (MALS), küçük açılı X-ışını saçılımı (SAXS) ve iletim elektron mikroskobu (TEM). Bu protokollerin daha fazla araştırmacının bu ilginç nano parçacıkların yeteneklerini etkili bir şekilde keşfetmesini sağlayacağını umuyoruz.
Polimer Seçimi ve Hazırlanması
PCM özellikleri, kurucu polimerlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinden güçlü bir şekilde etkilenerek polimer seçimini tasarım sürecinde kritik bir adım haline getirir. Nükleik asit PCM’ler için en iyi karakterize blok kopolimerler poli(lizin)-poli (etilen glikol) (pLys-PEG) gibi lineer bloklardır, ancak pcm’ler polielektrolitler ve yüksek işlenme usulünde üretilebilen çeşitli hidrofilik nötr yüklü polimerler arasında oluşturulabilir28. Yüklü grup seçimi güçlü iyon eşleştirme ve micelles şekli istikrarı etkiler26, ve PCM boyutu yüklü blok uzunluğu ile artırmak için gösterilmiştir5,7,26 (Şekil 2), böylece PCM özellikleri istenen bir uygulamanın gereksinimleri için ayarlanmasına izin. Doğrusal bloklar için, yüklü bloğun en az 10 şarjı olması ve istenilen pH’da güçlü bir şekilde şarj edilmesi gerektiğini bulduk. Daha uzun şarjlı bloklar, daha kısa bloklarla karmaşıkolması zor olan siRNA gibi oligonükleotidlerle PCM oluşumunu teşvik edebilir21. 200’e kadar blok uzunlukları ile PCM oluşumunu başarıyla gözlemledik ve literatürde daha uzun polimerler tanımlanmaktadır. Daha fazla esneklik nötr bloklar24seçiminde mevcuttur, ancak deneyim çok kısa nötr blokları nanofioluşumu yerine toplama yol göstermiştir, ve minimum nötr uzunluğu yüklü blok uzunluğu ile artar. PLys-PEG için, ~50’nin altındaki pLy’ler için en az 3.000-5.000 PEG MW gerekir ve şarj edilen blok daha da artırıldıkça daha uzun uzunluklar gereklidir. Nötr polimerlerin sterik kalabalıklığı nedeniyle, özellikle kabuk kalınlığı, artan PCM boyutu, artan nötr blok uzunluğu sonuçları.
Bu el yazması, pcm’lerin lyophilized yüksek saflıkta pLys-PEG ve bilinen miktarda oligonükleotidlerden hazırlanması için bir protokol sunar, ancak diğer sistemlere de kolayca uyarlanabilir olmalıdır. Biz başarılı polyarginin ve poliglutamik asit de dahil olmak üzere çeşitli yüklü polipeptidler ile test ettik, yanı sıra çeşitli sentetik polielektrolitler, poliakrilik asit ve poli (vinilbenzyl trimethylammonium) gibi. Ayrıca polielektrolit ücretlerise stokiyometrik oranı ile PCM’ler hazırlanması açıklar, ama bu kolayca değiştirilebilir. Biz de doğal olarak tam olarak şarj olmayan polimerler barındıran şarj konsantrasyon üniteleri (c.c.), çalışmak için en kolay bulabilirsiniz. Eğer her iki polimer de iyi karakterize değilse, polimer uzunluklarını/kütlelerini doğru bir şekilde belirlemeye ve örneğin diyaliz ile şarj nötralizasyonu için gerekenin ötesinde fazla tuz bulunmadığından emin olmaya özen verilmelidir. Konsantrasyonlar hesaplandığında herhangi bir korunan suyun varlığı da hesaba katılmalıdır. Nükleik asit konsantrasyonu 260 nm’de absorbance ile uygun bir şekilde ölçülebilir ve c.c hesaplanırken terminal fosfatların varlığı veya yokluğu göz önünde bulundurulmalıdır.
Polianiyonlar olarak oligonükleotid kullanırken, hibridizasyon durumu ve kimyasal yapı kendi kendine montaj eğilimi ni ve ortaya çıkan PCM5,7,26özelliklerini belirlemeye yardımcı olur. Bunların, teslimat için PCM’ler kullanılması durumunda biyolojik etkinlik gereksinimleri dahilinde optimize etmek, istenilen yapıların oluşma olasılığını artıracaktır. Hibridizasyon analiz etmek için yararlı araçlar nükleik asitler için MATLAB fonksiyonları, NUPACK29ve IDT OligoAnalyzer içerir. Bir saç tokası oluşumunda 1) kendisine bağlanmanın gücünü anlamak için bir aday dizisini analiz etmenizi öneririz; 2) aynı sıranın başka bir kopyası (self-dimer); ve 3) sistemde bulunan diğer oligonükleotidlere. Belirli bir dizi için DNA ve RNA erime sıcaklıkları da en yakın komşu yöntemi 30 ,31kullanılarak hesaplanabilir. Nükleik asitlerin Termal annealing (adım 2.3) bireysel nükleotitler herhangi bir kalıntı ikincil yapı denatüre ve denge katlama teşvik.
PCM Karakterizasyonu ve Analizi
Statik ve dinamik ışık saçılımı, elektron veya nötron ların küçük açı saçılımı ve elektron mikroskobu gibi nano partikülleri karakterize etmek için çok çeşitli teknikler mevcuttur. Bu makalede, iki ışık saçılma teknikleri, küçük açılı X-ışını saçılımı ve iki elektron mikroskobu teknikleri için protokoller salıyoruz.
DLS, numunenin Brownian hareketinden bir açıyla saçılma yoğunluğundaki zamansal dalgalanmaların otokorelasyonuna göre ölçer. Bu verilerin takılması küresel miseller için hidrodinamik yarıçap ve polidispersitlik sağlayabilir(Şekil 3). Çoklu açılı ışık saçılımı (MALS) statik saçılma yoğunluğunu birçok açıda ölçer. Bu açısal bağımlılık nanopartikülün şeklini açıklar, ancak görünür ışık için ~50 nm’den daha uzun uzunluk ölçekleri ile sınırlıdır, bu da küçük nano taneciklerin etkinliğini sınırlar. Her iki teknik de kırılma indisi uyuşmazlığı temel alır ve öncelikle nanopartikülün dış boyutlarını açıklar.
Küçük açılı X-ışını saçılımı (SAXS) x-ışını’nı saçılma sondası olarak kullanır ve daha kısa dalga boyu ~0.1-100 nm aralığında ölçüm yapılmasına olanak tanır. Gözlemlenen saçılma yoğunluğu ve açısının (geleneksel olarak momentum transferi qolarak ifade edilmesi) montajı, PCM morfolojisi (yani boyut ve şekil) ve iç yapısı hakkında bilgi sağlar. Mutlak yoğunluk kalibrasyonu varsa ve saçılma yoğunluğu sıfır açıya çıkarılabilirse, PCM kütlesi ve toplama sayısı da32olarak tahmin edilebilir ve bu da SAXS’ı son derece çok yönlü ve değerli bir yöntem haline getirir. Küçük açı nötron saçılma (SANS) uzunluk ölçekleri benzer bir dizi üzerinde duyarlı dır ama sadece özel tesislerde mevcuttur ve açıkça bu makalede ele alınmayacaktır33,34,35.
Son yıllarda benchtop SAXS aletleri gelişini gördük, ama biz senkrotron kaynakları daha iyi PCM karakterizasyonu için uygun olduğunu bulmak, onların yüksek yoğunluklu veri bu düşük kontrastlı örnekler için çok daha hızlı toplanması için izin verir gibi. Kullanıcı açısından Gelişmiş Foton Kaynağı’nda (Argonne National Laboratory, ABD) Beamline 12-ID-B’de PCM SAXS verilerinin elde etmek için kısa bir protokol salıyoruz. Bu protokol çoğu senkrotron kaynağı için geçerli olmalıdır, ancak bir deneme önermeden önce yerel personele danışmak şiddetle tavsiye edilir. Igor Pro için yazılmış ücretsiz bir makro kümesi olan Irena36’yıkullanarak veri azaltma ve analiz protokolü de salıyoruz. Irena, SAXS verilerini modellemek için çok yönlü bir form faktörü kümesi içerir ve PCM’lerin karmaşık saçılma profilini tanımlama yeteneğine sahip çok bileşenli modellerin yapımına olanak tanır (Bkz. Temsili Sonuçlar, Şekil 4). Irena da kapsamlı belgeler ve öğreticiler online mevcuttur. Aşağıdaki yordamları denemeden önce, özellikle “SAXS verilerinin iki ana saçılım popülasyonuyla modellenmesi” öğreticisi olan bu yordamlara aşina lığı öneririz.
Radyasyon hasarı X-ışını saçılma için bir endişe, ama çeşitli önlemler bunu en aza indirmek için kullanılabilir. Özellikle, bir şırınga pompası ve PCM örnek veri toplama sırasında akan bir akış hücresi kurulum kullanmanızı öneririz, yerine kapalı bir kılcal. Bu da büyük ölçüde arka plan çıkarma kolaylaştırır. Ayrıca, herhangi bir örnek hacminin gördüğü akışı sınırlamak ve herhangi bir hasarı belirlemek için pozlama verilerinin karşılaştırılmasına olanak sağlamak için, akan numunenin daha uzun bir numune yerine birden fazla pozlama sını almanızı öneririz.
Genellikle yorumlamak için uygun gerektiren saçılma tekniklerinin aksine, iletim elektron mikroskobu (TEM), numunenin içinden bir elektron ışını geçirerek ve bir görüntüyü bir ışıltı ekranına yansıtarak nano taneciklerin gerçek bir uzay görsel görüntüsünü sağlar(Şekil 5). Bu makalede iki TEM tekniği için protokoller salıyoruz. Cryo TEM, mikel örneklerini ince bir vitreus buz tabakasında dondurarak, en az yabancı maddelerle yapısal konformasyonu korur, yarıçaptaki miseller ≤~10-100 nm için en uygun. Negatif leke TEM, bir ızgara yüzeyinde kuruduktan sonra numuneyi çevrelemek için ağır metal tuzu (örneğin, uranyum) kullanır. Yoğun leke, kontrast ekleyerek ve numunenin negatif bir görüntü üreten, örnek daha fazla elektron dağılım olacaktır. Yüksek kaliteli görüntüler için Cryo TEM önerilir. Ancak, daha pahalı, zaman alıcı ve yeterli kontrast sağlamayabilir. Bu bir sorun olduğunda negatif lekeli numuneler kullanılmalıdır. Her birinin örnekleri Şekil 5’tegösterilmiştir.
Bu tekniklerin her biri farklı güçlü ve sınırlamaları ile, nano tanecikleri biraz farklı yönlerini raporlar. Işık saçılma kolayca kullanılabilir ve genellikle en hızlı yaklaşımdır, ancak boyut ve şekil çözünürlüğü önemli sınırlamaları vardır. SAXS, oldukça yüksek iş gücünde çok çeşitli uzunluk ölçekleri üzerinden bilgi sağlayabilir, ancak verileri elde etmek için özel ekipman ın yanı sıra yorumlamak için modelleme gerektirir. TEM görüntüleri yorumlamak kolaydır ancak kontrast olarak sınırlı olabilir ve doğal olarak düşük iş kolu vardır. Deneyimlerimiz, karakterizasyon için birden fazla teknik kullanmanın PCM özellikleri hakkında elde edilebilen bilgileri büyük ölçüde artırdığını ve yalnızca her birinden elde edilen veri kümelerinin yorumlanmasını kolaylaştırdığını göstermiştir. Örneğin, SAXS ve TEM öncelikle bir PCM’nin yoğun çekirdeğini incelerken, ışık saçılma raporları nanoparçacığın genel boyutları hakkında dır. Böylece, bunları birleştirerek hem çekirdek hem de korona boyutu ölçümü sağlar. TEM’in gerçek alan görüntüleri elde etme becerisi, aksi takdirde belirsiz olabilecek SAXS verilerinin modelalınması için uygun form faktörlerinin seçilmesini sağlamak için zemin gerçeği verileri sağlayabilir. Bu makalede, dört tekniğin protokolleri açıklanır ve bilinmeyen bir örneği karakterize etmek için bunları kullanmak için örnek bir işlem Tartışma bölümünde verilmiştir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Yukarıda da belirtildiği gibi, burada sunulan protokoller, poliyanion bileşeni olarak oligonükleotidlere ve katyonik-nötr blok kopolimer olarak pLys-PEG’e odaklanarak yazılmıştır, ancak bunları polikonik asit, poliglutamat ve PEG(vinilbenzyl trimethylammonium) gibi çeşitli polimerlerle test ettik ve bunların çoğu polielektrolit çifti için genel olarak geçerli olacağına inanıyoruz. Optimize edilmesi gereken bir parametre, annealing için kullanılan tuz konsantrasyonudur, çünkü PCM’lerin anneal’ın…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Chicago Üniversitesi’ndeki Yumuşak Madde Karakterizasyon Tesisi ve İleri Elektron Mikroskobu Tesisi’nden Phil Griffin ve Tera Lavoie’ye teşekkür ederiz. Ayrıca Xiaobing Zuo ve Soenke Seifert Gelişmiş Foton Kaynak Argonne Ulusal Laboratuvarı ve NIST Merkezi Hiyerarşik Malzeme Tasarımı (CHiMaD) destek için teşekkür ederiz. Jeff Ting ve Michael Lueckheide’ye bu işe yaptıkları katkılar için teşekkür ederiz.
Materials
| 70 mm circle filter paper | Whatman | 1001-070 | Filter paper for wicking during grid prep |
| Carbon Film TEM grid | Electron Microscopy Sciences | CF200-Cu | TEM grid |
| DAWN | Wyatt Technology | DAWN | MALS instrument |
| DNA oligonucleotide | Integrated DNA Nanotechnologies Inc | Custom oligonucleotide | |
| Lacey Carbon TEM grid | Electron Microscopy Sciences | LC200-Cu | TEM grid |
| Methoxy-poly(ethylene glycol)-block-poly(l-lysine hydrochloride) PEG5k – PLKC50 | Alamanda Polymers Inc | mPEG5K-b-PLKC50 | Example block copolymer |
| Milli-Q | Millipore Sigma | Ultrapure water | |
| NanoDrop | Thermo Scientific | For measuring nucleic acid concentration | |
| negative-action tweezers | Dumont | N7 | Tweezers for grid preparation |
| Parafilm "M" | Bemis Company Inc | PM996 | Laboratory film |
| Quantifoil Holey Carbon TEM grid | Electron Microscopy Sciences | Q210CR1.3 | TEM grid |
| Research Goniometer and Laser Light Scattering System | Brookhaven Instruments | BI-200SM | DLS/MALS instrument |
| Slide-A-Lyzer G2 2K 0.5 mL | Thermo Scientific Pierce Protein Biology | 87723 | Dialysis cartridge |
| small volume cuvette | Brookhaven Instruments | BI-SVC | Cuvette for DLS/MALS |
| Solarus 950 Advanced Plasma System | Gatan | Solarus 950 | Plasma system for TEM grids |
| Talos TEM | FEI | Talos | TEM used for cryo samples |
| Tecnai Spirit TEM | FEI | Spirit | TEM used for dry samples |
| Uranyl Formate | SPI-Chem | 16984-59-1 | For negative staining samples for TEM |
| Vitrobot | FEI | Vitrobot | Vitrification robot for cryo grid preparation |
Referências
- Spruijt, E., Westphal, A. H., Borst, J. W., Cohen Stuart, M. A., van der Gucht, J. Binodal compositions of polyelectrolyte complexes. Macromolecules. 43 (15), 6476-6484 (2010).
- van der Gucht, J., Spruijt, E., Lemmers, M., Cohen Stuart, M. A. Polyelectrolyte complexes: bulk phases and colloidal systems. Journal of Colloid and Interface Science. 361 (2), 407-422 (2011).
- Priftis, D., Laugel, N., Tirrell, M. Thermodynamic characterization of polypeptide complex coacervation. Langmuir. 28 (45), 15947-15957 (2012).
- Fu, J., Schlenoff, J. B. Driving Forces for Oppositely Charged Polyion Association in Aqueous Solutions: Enthalpic, Entropic, but Not Electrostatic. Journal of the American Chemical Society. 138 (3), 980-990 (2016).
- Vieregg, J. R., et al. Oligonucleotide-Peptide Complexes: Phase Control by Hybridization. Journal of the American Chemical Society. 140 (5), 1632-1638 (2018).
- Voets, I. K., de Keizer, A., Cohen Stuart, M. A. Complex coacervate core micelles. Advances in Colloid and Interface Science. 147-148, 300-318 (2009).
- Lueckheide, M., Vieregg, J. R., Bologna, A. J., Leon, L., Tirrell, M. V. Structure-Property Relationships of Oligonucleotide Polyelectrolyte Complex Micelles. Nano Letters. 18 (11), 7111-7117 (2018).
- De Kruif, C. G., Weinbreck, F., de Vries, R. Complex coacervation of proteins and anionic polysaccharides. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 9 (5), 340-349 (2004).
- Vieregg, J. R., Tang, T. Y. D. Polynucleotides in cellular mimics: Coacervates and lipid vesicles. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 26, 50-57 (2016).
- Marciel, A. B., Chung, E. J., Brettmann, B. K., Leon, L. Bulk and nanoscale polypeptide based polyelectrolyte complexes. Advances in Colloid and Interface Science. 239, 187-198 (2017).
- Cabral, H., Miyata, K., Osada, K., Kataoka, K. Block Copolymer Micelles in Nanomedicine Applications. Chemical Reviews. 118 (14), 6844-6892 (2018).
- Tan, Z., et al. Block Polymer Micelles Enable CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein Delivery: Physicochemical Properties Affect Packaging Mechanisms and Gene Editing Efficiency. Macromolecules. 52 (21), 8197-8206 (2019).
- Horn, J. M., Kapelner, R. A., Obermeyer, A. C. Macro- and Microphase Separated Protein-Polyelectrolyte Complexes: Design Parameters and Current Progress. Polymers. 11 (4), 578 (2019).
- Juliano, R. L. The delivery of therapeutic oligonucleotides. Nucleic Acids Research. 44 (14), 6518-6548 (2016).
- Kanasty, R., Dorkin, J. R., Vegas, A., Anderson, D. Delivery materials for siRNA therapeutics. Nature Materials. 12 (11), 967-977 (2013).
- Lorenzer, C., Dirin, M., Winkler, A. M., Baumann, V., Winkler, J. Going beyond the liver: progress and challenges of targeted delivery of siRNA therapeutics. Journal of Controlled Release. 203, 1-15 (2015).
- Allen, T. M., Cullis, P. R. Liposomal drug delivery systems: from concept to clinical applications. Advanced Drug Delivery Reviews. 65 (1), 36-48 (2013).
- Li, W., Szoka, F. C. Lipid-based nanoparticles for nucleic acid delivery. Pharmaceutical Research. 24 (3), 438-449 (2007).
- Miyata, K., Nishiyama, N., Kataoka, K. Rational design of smart supramolecular assemblies for gene delivery: chemical challenges in the creation of artificial viruses. Chemical Society Reviews. 41 (7), 2562-2574 (2012).
- Oishi, M., Nagasaki, Y., Itaka, K., Nishiyama, N., Kataoka, K. Lactosylated poly(ethylene glycol)-siRNA conjugate through acid-labile ss-thiopropionate linkage to construct pH-sensitive polyion complex micelles achieving enhanced gene silencing in hepatoma cells. Journal of the American Chemical Society. 127 (6), 1624-1625 (2005).
- Christie, R. J., et al. Targeted polymeric micelles for siRNA treatment of experimental cancer by intravenous injection. ACS Nano. 6 (6), 5174-5189 (2012).
- Kuo, C. H., et al. Inhibition of atherosclerosis-promoting microRNAs via targeted polyelectrolyte complex micelles. Journal of Materials Chemistry B. 2 (46), 8142-8153 (2014).
- Ge, Z., et al. Targeted gene delivery by polyplex micelles with crowded PEG palisade and cRGD moiety for systemic treatment of pancreatic tumors. Biomaterials. 35 (10), 3416-3426 (2014).
- Van Bruggen, C., Hexum, J. K., Tan, Z., Dalai, R. J., Reineke, T. M. Nonviral Gene Delivery with Cationic Glycopolymers. Accounts of Chemical Research. 52 (5), 1347-1358 (2019).
- Hayashi, K., et al. Influence of RNA Strand Rigidity on Polyion Complex Formation with Block Catiomers. Macromolecular Rapid Communications. 37 (6), 486-493 (2016).
- Marras, A. E., Vieregg, J. R., Ting, J. M., Rubien, J. D., Tirrell, M. V. Polyelectrolyte Complexation of Oligonucleotides by Charged Hydrophobic-Neutral Hydrophilic Block Copolymers. Polymers. 11 (1), 83 (2019).
- Phillips, H. R., et al. Glycopolycation-DNA Polyplex Formulation N/P Ratio Affects Stability, Hemocompatibility, and in Vivo Biodistribution. Biomacromolecules. 20 (4), 1530-1544 (2019).
- Ting, J. M., Wu, H., Herzog-Arbeitman, A., Srivastava, S., Tirrell, M. V. Synthesis and Assembly of Designer Styrenic Diblock Polyelectrolytes. ACS Macro Letters. 7 (6), 726-733 (2018).
- Zadeh, J. N., et al. NUPACK: Analysis and design of nucleic acid systems. Journal of Computational Chemistry. 32 (1), 170-173 (2011).
- Santa Lucia, J. A unified view of polymer, dumbbell, and oligonucleotide DNA nearest-neighbor thermodynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (4), 1460-1465 (1998).
- Xia, T., et al. Thermodynamic parameters for an expanded nearest-neighbor model for formation of RNA duplexes with Watson-Crick base pairs. Bioquímica. 37 (42), 14719-14735 (1998).
- Orthaber, D., Bergmann, A., Glatter, O. SAXS experiments on absolute scale with Kratky systems using water as a secondary standard. Journal of Applied Crystallography. 33 (2), 218-225 (2000).
- Srivastava, S., et al. Gel phase formation in dilute triblock copolyelectrolyte complexes. Nature Communications. 8, 14131 (2017).
- Lindhoud, S., et al. Salt-induced disintegration of lysozyme-containing polyelectrolyte complex micelles. Langmuir. 25 (19), 11425-11430 (2009).
- Lindhoud, S., de Vries, R., Schweins, R., Stuart, M. A. C., Norde, W. Salt-induced release of lipase from polyelectrolyte complex micelles. Soft Matter. 5 (1), 242-250 (2009).
- Ilavsky, J., Jemian, P. R. Irena: tool suite for modeling and analysis of small-angle scattering. Journal of Applied Crystallography. 42 (2), 347-353 (2009).
- Sambrook, J., Fritsch, E. F., Maniatis, T. . Molecular Cloning: a Laboratory Manual. , (1989).
- Jakeš, J. Regularized positive exponential sum (REPES) program-A way of inverting laplace transform data obtained by dynamic light scattering. Collection of Czechoslovak Chemical Communications. 60 (11), 1781-1797 (1995).
- Schillen, K., Brown, W., Johnsen, R. M. Micellar Sphere-to-Rod Transition in an Aqueous Triblock Copolymer System – a Dynamic Light-Scattering Study of Translational and Rotational Diffusion. Macromolecules. 27 (17), 4825-4832 (1994).
- Provencher, S. W. Contin – a General-Purpose Constrained Regularization Program for Inverting Noisy Linear Algebraic and Integral-Equations. Computer Physics Communications. 27 (3), 229-242 (1982).
- Provencher, S. W. A Constrained Regularization Method for Inverting Data Represented by Linear Algebraic or Integral-Equations. Computer Physics Communications. 27 (3), 213-227 (1982).
- Sarachan, K. L., Curtis, J. E., Krueger, S. Small-angle scattering contrast calculator for protein and nucleic acid complexes in solution. Journal of Applied Crystallography. 46 (6), 1889-1893 (2013).
- Beaucage, G. Approximations leading to a unified exponential power-law approach to small-angle scattering. Journal of Applied Crystallography. 28 (6), 717-728 (1995).
- Marras, A. E., Vieregg, J. R., Ting, J. M., Rubien, J. D., Tirrell, M. V. . Materials Data Facility. , (2018).
- Modena, M. M., Rühle, B., Burg, T. P., Wuttke, S. Nanoparticle Characterization: What to Measure. Advanced Materials. , (2019).
- Mourdikoudis, S., Pallares, R. M., Thanh, N. T. K. Characterization techniques for nanoparticles: comparison and complementarity upon studying nanoparticle properties. Nanoscale. 10 (27), 12871-12934 (2018).
