我们提出了一个新颖和强大的集成纳米光子学(QD – FRET)技术和微流体调查,这是预计未来基于核酸疗法提供更好的控制和统一的和可定制polyplexes的合成聚电解质polyplexes形成。
在基因组学的进展继续燃料的疗法,可以针对在细胞和分子水平发病机制的发展。通常在细胞内的功能,基于核酸疗法需要一个有效的细胞内传递系统。一个被广泛采用的方法是复杂的DNA与基因载体,通过静电自组装形成的nanocomplexes,促进细胞吸收DNA的同时保护对退化。挑战在于设计合理,高效的基因携带者,因为过早离解或过于稳定的约束力会损害细胞吸收和疗效。散装混合合成Nanocomplexes显示各种不同的细胞内拆包和贩运的行为,这是由于在规模和稳定nanocomplexes的异质性。这种异质性阻碍了自组装动力学的准确评估,并增加了其物理性质,化学性质相关的转染效率或生物活性的难度。我们提出了一个新颖的纳米光子学(即量子点的荧光共振能量转移)和微流体收敛特征下的自组装纳米复合层流的实时动力学。 QD – FRET发病的分子间的相互作用和整个合成过程中的定量测量提供了一个高度敏感的迹象,而微流体提供了一个良好控制的微环境,空间分析与高时间分辨率(毫秒)的过程。对于聚合物nanocomplexes的模型系统,在自组装过程中的两个不同的阶段被抓获这个分析平台。在微尺度获得的自组装过程中的动力学方面将特别适用于微反应器为基础的反应,这是许多微型和纳米尺度的应用有关的宝贵。此外,nanocomplexes可通过适当的设计microfludic设备,定制,和由此产生的QD – FRET的聚合物的DNA nanocomplexes可以随时建立结构与功能的关系的应用。
The authors have nothing to disclose.
由美国国立卫生研究院授予HL89764,美国国家科学基金会赠款0546012,0730503和0725528提供资金支持。
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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SU-8 | MicroChem | SU-8 2025 | ||
PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 | ||
Plasmid DNA | Clontech | pEGFP-C1 | 4.9 kb, MW = 3.3 x 106 | |
LabelIT Biotin Labeling Kit | Mirus Bio LLC | MIR 3400 | Standard protocol yields labeling efficiency of approximately one label every 20-60 bp of double-stranded DNA, The density of labeling was adjusted in this work. | |
Streptavidin 605QD | Invitrogen | Qdot® 605 ITK™ Streptavidin Conjugate | ||
Cy5-NHS Ester | Amersham Biosciences | PA15101 | ||
Chitosan | Vanson | 390 kDa | 83.5% deacetylated | |
Cover Glass | Fisher | 12-545C | No. 1; Size: 40 x 22mm | |
Gastight Glass Syringe | Hamilton | TLL series | 50μL to 500μL depending on sample volume | |
Tygon Tubing | SmallParts | 0.02 ID, 100ft | Tygon Tubes Microbore, 0.02 ID, 100ft | |
Connector | SmallParts | HTX-23R | Customized in length of 0.750″ | |
Syringe Pump | Harvard Apparatus | PHD-2000 | ||
CCD | Qimaging | Intensified Retiga Cooled | ||
Microscope | Olympus | BX-51 | 100W mercury arc lamp | |
ImageJ | NIH | v1.36b | http://rsb.info.nih.gov/ij | |
Origin Pro8 | OriginLab | Student Version | ||
Microscope Filter sets | Omega Optical | 475AF40 | Excitation filter in both channels | |
Microscope Filter sets | Omega Optical | 595AF60 | Emission filter in 605QD channel | |
Microscope Filter sets | Omega Optical | 670DF40 | Emission filter in QD-FRET channel | |
Microscope Filter sets | Omega Optical | 500 DRLP | Long pass dichroic in 605QD channel | |
Microscope Filter sets | Omega Optical | 595DRLP | Long pass dichroic in QD-FRET channel |