研究nanoparticle-based与纳米药物输送和定位跟踪分析|莫尔文Panalytical

介绍

纳米粒子跟踪分析(NTA)代表了一种快速、信息丰富的多参数纳米表征技术允许用户获取数字频率粒径分布的多分散的nanoparticulate系统。它导致了其作为一个有趣的迅速采用新技术在广泛的领域内制药科学。本白皮书地址的一些最新作品的文献报道NTA已经提出,和评估用于nanoparticle-based药物输送和定位的研究。

纳米粒子跟踪分析(NTA)概述

NTA利用光散射和布朗运动的性质,以获得样品的粒度分布在液体悬浮。一束激光通过样品室,和粒子悬浮在这个波束散射光线的路径以这样一种方式,他们可以很容易地通过20 x放大可视化显微镜上安装一个摄像头。相机,以大约每秒30帧(fps),捕获粒子移动的视频文件在布朗运动的视场内大约100μm x 80μm x 10μm(图1)。

图1:光学配置用于NTA的示意图。

粒子的运动捕获在一帧一帧的基础上。专有NTA软件同时识别和跟踪每个观察粒子的中心,并确定每个粒子的平均距离感动在x和y的飞机。这个值允许粒子扩散系数(Dt)来确定的,如果样品温度和溶剂粘度η,sphere-equivalent水动力直径,d,粒子可以确定使用Stokes-Einstein方程(方程1)。

方程1

知识库是玻尔兹曼常数。

NTA不是一个整体技术询问大量的粒子,而是每个粒子大小的分别,不考虑别人。NTA所产生的大小分布配置文件的一个示例如图2所示。

图2:NTA所产生的大小分布配置文件的一个示例。模态的大小对于此示例是发现约70海里,与较大的颗粒大小也在场。

此外,测量粒子的运动在一个固定的视野(大约100到80年μmμm)被一束大约10μm深度。这些数字让样品的散射体积估计;通过测量粒子的浓度在这个视野和推断更大的体积可以达到每毫升浓度估计的粒子对于任何给定的类或整体总大小。

纳米

良好,使用纳米技术在医学和更特别的药正在迅速蔓延。驱动下的递减速率可以利用新发现的生物活性化合物治疗来治疗疾病和更少的新药进入市场,每年的兴趣使用纳米颗粒的多才多艺和多功能结构现有药物的快速增长。纳米粒子提供更好的药代动力学性质,控制和持续释放,和针对特定的细胞、组织或器官(如以新的方式来穿过血脑屏障)。所有这些特性可以提高现有药物的功效(马来赤铁树et al ., 2011)。纳米粒子在这种背景下被定义为胶体系统的亚微米大小,可以由各种各样的材料在各种各样的作品。一般定义纳米颗粒载体包括:脂质体、胶束,树枝状分子,固体脂质纳米粒,金属纳米粒子、半导体纳米粒子和聚合物纳米颗粒。因此,纳米粒子已被广泛用来提供药物、基因疫苗和诊断特定细胞/组织(Ram et al ., 2011)。

然而,尽管这种纳米颗粒被越来越多的用于降低药物的毒性和副作用,它已经认识到载波系统本身可能对病人的风险。的危害,介绍了通过使用纳米粒子药物交付超出传统造成的危害由化学物质在经典传递矩阵。多种物质目前在调查中制备纳米颗粒的药物输送,从生物物质如白蛋白、明胶和磷脂脂质体等物质的化学性质不同的聚合物和固体含金属纳米颗粒。之前已经认识到潜在的相互作用与组织和细胞,和潜在的毒性,很大程度上取决于实际的纳米颗粒的组成配方(德容和2008年还是婚后,Moquin和Winnik 2012)。

纳米粒子在药物输送

考虑到上面,也就不足为奇了纳米粒子的特性用于药物输送最近评论的主题(麦克尼尔公司,2011年)中描述了纳米技术的好处,但警告关于纳米颗粒的物理性质可以干扰常规和标准化的生物相容性和免疫毒性检测方案。主题的进一步全面审查,麦克尼尔(2011 b)也描述了许多化验确定物理和化学性质的纳米粒子,包括批处理模式动态光散射(DLS) MALDI-TOF,电动电势测量、AFM、TEM和SEM的x射线微量分析纳米颗粒存在于组织或培养细胞薄片。纳米粒子跟踪分析,最近开发的技术,综述,但没有考虑,然而,获得nanoparticulate悬浊液的描述被开发用于药物输送使用,如下描述。了解纳米颗粒尺寸分布的分散在蜂窝系统概论cytotoxilogical测试至关重要,NTA已经被证明是有效的在这方面比其他纳米表征技术,如DLS (Kendall et al ., 2010)。

后早期使用NTA己酸酯钠介导促进研究口服药物吸收(Maher et al ., 2009),最近的工作利用NTA学习holonium(布尔特et al ., 2010)

Moddaresi et al。(2010)用NTA表明半固态凝胶透明质酸矩阵用于局部应用药物输送nanovesicles(维生素e (TA)脂质纳米粒子),正如所料,抑制他们的流动性但故意操纵粒子流动的凝胶通过改变HA对TA交付影响很小的浓度显示药物释放的脂质纳米粒子的速率限制步骤交付过程而不是nanoparticle-vehicle-skin交互。下榻的饭店(2010)表明,局部药物释放了热敏脂质体可以使用NTA引起体温过低”来形容他的脂质体制剂。

最近,阳光et al。(2012),在发展中安全有效的交付系统基于聚(beta-amino酯)(pba)作为基因传递试剂方面显示了很大的潜力,因为他们很容易合成,使转染多种细胞类型高功效体外,用NTA前确定粒度视网膜下注入。RPE体内转染成功的暗示,这些纳米颗粒可以用于研究在实验室一些遗传疾病的潜在治疗退行性眼病。

NTA Shirali et al。(2011)用于聚(lactic-co-glycolic酸)的发展(PLGA)纳米颗粒配方。PLGA纳米粒最研究聚合物nanoformulations数对不同种类的恶性疾病的药物,由于体内稳定和肿瘤定位利用证据确凿的“强化渗透和保留”的效果。同样,在治疗地方病Paracoccidioidomycosis,通过组成了一个新配方,持续释放封装伊曲康唑纳米PLGA, NTA被用来建立一个平均大小的174海里表明,封装交付系统表现出改进的性能并降低细胞毒性效应(Cunha-Azevedo, 2011)。PLGA纳米粒子含有姜黄素已被证明诱导乳腺癌细胞G2 / M区块。使用NTA显示纳米颗粒制备的沉淀,对PLGA纳米粒被证明是完全安全的,暗示可能利用这种nanocomplex本质上提高姜黄素的生物利用度差严重恶性乳腺癌的治疗(Verderio et al ., 2013)。

其他例子的重要性分级和列举nanoparticulate药物输送系统由NTA已报告(Hsu et al . 2010年,公园等。2010年,Tagalakis et al . 2010年)。

成功传输跨细胞膜的分子生物学和医学的一个关键点。在大多数情况下,分子本身并不能穿透细胞膜,因此需要一个有效的载体。Sokolova et al . (2012 a和b)调查了磷酸钙纳米颗粒(直径:100 - 250 nm,取决于功能化)为小型和大型多功能载体分子在细胞膜使用各种技术,包括NTA DLS和EM。

研究脂质交换膜与膜表面电荷的影响,组成,和曲率,朱镕基et al。(2012)采用石英晶体微量天平与耗散监测方法和显示泡吸附率、膜横向压力梯度,与脂质横向扩散系数在决定至关重要的脂质膜之间交换动力学和NTA-determined泡大小成反比膜接触面积直接影响膜间隙的脂质汇率。

本文以聚(beta-caprolactone)脂质核nanocapsules稳定聚山梨酯80 -卵磷脂和裸露的或涂以壳聚糖作为药物输送系统研究了本德et al .(2012)和NTA也跟随nanocapsules大小变化用于肠道交付和他克莫司的口服生物利用度,增强一个P-gp衬底(Nyska和贝妮塔2009),其他几个其他的人们(纳赛尔et al ., 2009;Debotton et al ., 2010)。

最近,Abdel-Hafez et al。(2013)利用统计设计和数学模型解决问题的不同变量影响纳米颗粒的生产采用离子凝胶法在生物聚合物壳聚糖和三聚磷酸盐离子。纳米颗粒生产直径从52.21到400.30 nm,粒子从0.06到0.40多分散性和合适的形态。NTA进行形象化骨料的颗粒,确保没有准备。

使用DLS和NTA确认配方单峰大小分布(DLS)的多分散性值< 0.1 nanoemulsion以及多部件颗粒系统(中)阶段Sangwai et al。(2012)报道了水溶性差的抗肥胖药物nanoemulsified Orlistat-embedded中改进的解散和胰脂肪酶抑制。

研究开发curcumin-loaded脂质核nanocapsules (C-LNC)为了改善antiglioma活动的多酚,可视化的C-LNC由NTA (Zanotto-Filho et al ., 2012),获得的数据表明,姜黄素的nanoencapsulation信号是一个重要的策略来改善其药理功效治疗神经胶质瘤。

Cunha-Azevedo还开发和测试一个抗真菌配方设计的PLGA纳米粒释放的活性剂伊曲康唑大小是一个重要的特性,分析了NTA平均为174海里(Cunha-Azevedo 2011)。

小说发展的硫醇盐基mucoadhesive药物输送,Yandrapu et al。(2012)使用NTA描述聚合物配合展示他们表现出持续释放阿昔洛韦和更高的mucoadhesion。

同样,Kumru et al。(2012)研究了兼容性,物理稳定性和表征的IgG4单克隆抗体稀释成不同的静脉注射后政府袋使用SE-HPLC、NTA, microflow-digital成像(MFI)和浊度测量可溶性聚合物和颗粒的形成。然而,他指出,NTA量化结果干扰的存在聚山梨醇酯20。

在配方设计和表征不同的纳米药物输送系统,知识的大小、粒度分布和数量浓度仍然是中央理解系统的行为。NTA已被证明是非常有用的在这方面。katz et al。(2013)开发了蓖麻油和矿物油nanoemulsion作为一种很有前途的眼部给药系统。使用的配方是由自发乳化和NTA显示平均粒径为234海里。其他眼部给药系统使用透明质抗酸纳米复合水凝胶已被调查,HA是眼组织的自然组成部分一个重要的角色在伤口愈合。脂质体的粒径分布从十字架上慢慢地释放与基质是由NTA支持这个想法,这些纳米复合水凝胶,具有可控的降解特性和持续释放,可以作为潜在的药物输送系统对于许多眼部疾病(Widjaja et al ., 2013)。

NTA被用来确定空心磁铁的粒度分布₃O₄C纳米粒子作为药物载体具有高药物装载能力,酸度控制药物释放和MRI属性(Cheng et al ., 2012)和Morch et al。(2013)已经开发出一种小说nanoparticle-microbubble平台NTA是唯一的技术适合其特性。

Nanocapsule ~ 80 ~ 100纳米的大小NTA成立的工作由Piotrowsk et al。(2013)的发展emulsion-core和polyelectrolyte-coated nanocapsules,设计成不溶于水的神经保护药物输送系统。结果表明,nanoencapsulated形式的MDL 28170生物相容性和保护SH-SY5Y细胞H₂O₂(0.5毫米/ 24小时)全身损害低20 - 40倍浓度比相同的药物直接添加到培养基。

领域的纳米药物载体来提高有效的口服药物输送最近看过的里斯et al .(2013)和霍华德和D同行(2013)得出结论,“纳米粒子跟踪分析基于视频捕捉单个粒子的轨迹提供了高分辨率的粒度多分散的样本和歧视是流行的评估所需的性能:标准化它不同的技术配有纳米级药物输送系统,包括DLS、SEM和TEM虽然高分辨率cryo-TEM environmental-SEM技术可以提供测量在更自然的国家”。另一个先进的技术可能适用于个性化治疗的概述包括讨论技术基于测量粒子的布朗运动(DLS和NTA)和离心沉降(Figueiredo, 2013)。概述旨在用户不是非常熟悉粒子大小的问题但是需要选择最适当的方法来表现其悬浮液的承认的技术有很大的不同在他们的测量原理和可能导致截然不同的结果,特别是在颗粒分析以下远离球,表现出广泛的大小分布。

跨越生物屏障的结构,如各种身体组织和皮肤的薄膜衬里,et al。(2013)讨论了各种多孔载体的重要性,即脂质体,niosomes, transfersomes ethosomes与更强调ethosomes药物输送。他们得出的结论是,水泡运营商提供控制和持续的药物释放,提高渗透率和保护封装bioactives ethosomes特别是提供更有效率和增强生物利用度比老剂型由于乙醇含量高。NTA被列为一个合适的粒度分析技术并没有遭受强度权重通过更传统的方法如DLS展出。

药物释放和脂质体的破坏是由光诱导的淬火和NTA分别在最近的一项研究由加里et al .(2013)在解决影响因素的选择性nanoparticle-based光诱导的损伤在自由和异种移植绒毛膜尿囊的膜模型。

Mund(2013),在他的书房的二氧化钛纳米颗粒的细胞内交付紫杉醇在乳腺癌,表明NTA结果确定超过50%的粒子聚集在< 100纳米尺寸。他建议一个具体的了解粒子大小和浓度依赖维度能够预测药物加载和封装效率,因此有助于确定药物传递的有效性共轭网站相关的行动,因此,同时通过TEM表征和NTA明显有价值的药物交付应用程序。

门德斯et al。(2013)最近描述multi-compartimental co-encapsulation纳米粒子和多通道药物(紫杉醇和染料木黄酮),交付到肿瘤细胞和neovasculature, NTA被用来帮助证明截留效率这两种药物的纳米颗粒是大约98%。平均粒径为150 nm monomodal分布。在体外实验中显示不同的时间为每个药物和药物释放的概要文件,含有紫杉醇纳米粒子和染料木黄酮药物释放的时间模式表明,细胞毒性和抗血管新生药物组合在一起的效果出现在制定的整体增强纳米抗肿瘤活性。

最后,NTA已被大量引用最近的专利申请纳米药物输送领域的开发(克·布洛姆伯根et al ., 2013;陈和沃尔什2013和Haag et al ., 2013)。

纳米粒子在目标

针对药纳米粒子到特定的网站经常使用的分子结构与一个特定的细胞表面标记物的亲和力科汉解释说,它允许含药纳米颗粒积累的目标细胞类型呈现这样的生物标志物。

经常添加这样的捕获分子(抗体)给药纳米颗粒的表面结构,然而,是有问题的;保留活动,聚集足够的加载和最小化所需的最佳性能。同样,添加其他生化物种设计稳定的功能结构添加到纳米颗粒或采取行动,降低免疫原性的纳米颗粒可能会导致类似的有害影响。NTA能够检测小型水力直径的变化后的层的高分子纳米粒子,可以检测和列举任何聚合过程中可能形成这样的修改。

因此,NTA已经使用在许多这样的研究包括接合polymer-alendronate-taxane复合物的影响针对骨转移(米勒et al ., 2009)。同一组用NTA表明成功结合angiogenesis-dependent钙化的针对肿瘤使用不同的聚合物导致非常小的尺寸和更窄的多分散性,连同cathepsin-K-cleavable系统中,他们取得了更具体的药物释放,因此集中免费药物毒性的骨肿瘤(西格尔et al ., 2009)。

小说发展的纳米免疫矢量模块(Ag)、辅助和载体)的组装到单位,优化了刺激免疫反应到特定的病原体包括登革热和西尼罗河病毒(WN)黄病毒,精神错乱的et al .(2010)使用NTA帮助优化免疫反应在鼠标。

Corradetti et al。(2012)也使用亲和力有针对性的可生物降解的纳米粒子,调解旁分泌刺激作为替代方法来维持增长和小鼠胚胎干细胞的多能性。他们表现出持续释放白血病抑制因子(生活)纳米粒子组成的固体聚(lactide-co-glycolic酸)聚酯或hydrogel-based脂质体系统,称为Nanolipogel,补充后每一个细胞。

研究者调查树突状细胞成熟和T细胞激活通过磷酸钙纳米颗粒的应用程序封装toll样受体配体和抗原血凝素使用扫描电子显微镜、动态光散射、NTA和超速离心法分析大小、表面电荷、形态的纳米颗粒(Sokolova et al ., 2010)。

克里斯汀娜(2011)最近在讨论描述NTA sub-visible粒子的应用分析蛋白质疗法的发展。Kolluru et al。(2012)也使用NTA开发最优配方的白蛋白theragnostic肿瘤靶向纳米粒子作为一个潜在的交付系统显示NTA和DLS证实优化纳米颗粒配方125纳米的颗粒大小。

耿et al。(2012)使用NTA建立的发展和特征maleimide-functionalized生物聚合物(Mal-PGA-Asp)作为一种有效的靶向药物输送载体,从一个酰胺化反应合成间aspartylated PGA (PGA-Asp)和N - (maleimidohexanoyl)乙二胺(NME),导致显著增强细胞吸收的TP13-Mal-PGA-Asp3-Pt人类肝癌细胞株smmc - 7721,通过荧光成像技术和流式细胞仪所示。NTA被用来显示生物聚合物的平均大小87±28 nm。Satchi-fainaro et al。(2011)最近获得专利的新型共轭聚合物具有治疗活性剂和血管生成目标一半,使用NTA数据支持他们的说法。

利用一系列先进的技术(包括基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-TOF),核磁共振,和高效液相色谱法描述富勒烯衍生物,稳定FcεRI-mediated肥大细胞和外周血嗜碱粒细胞,DLS和NTA被用来展示1 - 50纳米的大小水溶液(粗捷et al ., 2013)。

Rotan et al。(2013)使用NTA磷酸钙纳米颗粒的大小他们使用运输超分子药物穿过细胞膜,彼得森et al。(2013)利用NTA大小他多聚体bioresorbable顺铂的目标交付。

DLS和NTA一起使用大小转铁蛋白(Tf)含金纳米粒子影响受体介导transcytosis穿过血脑屏障,一个有用的运输方式治疗进入大脑。这个运输辅助纳米颗粒通过调优亲合力Tf受体(TfR),这是与纳米颗粒大小(45和80 nm直径优化)和Tf装饰纳米颗粒表面的总量(Wiley et al ., 2013)。

此前早些时候证明NTA-analyzed包装过氧化氢酶的聚离子复合胶束(nanozyme)合成聚电解质嵌段共聚物保护酶对巨噬细胞退化和改善治疗结果,Klyachko et al。(2013)最近报道nanozymes优越的结构和制造治疗指数和显示优化交联nanozyme加载到巨噬细胞减少神经炎症反应和增加神经元生存在老鼠身上。使用NTA测量粒度和浓度,et al。(2013)描述了nanomaterial-dependent调制的树突细胞及其潜在影响免疫抑制治疗红斑狼疮,比较两个的内化nanoparticulate平台:水泡“nanogel”平台脂质外,和广泛使用的固体生物可降解聚(lactic-co-glycolic酸)(PLGA)系统。尽管这两种类型的粒子可以减轻炎性细胞因子的生产和刺激的老年病表面标记,纳米凝胶产生了更大的削减。这些体外与体内疗效测量相关,与纳米凝胶的免疫抑制治疗延长生存的lupus-prone NZB / W F1小鼠而PLGA颗粒没有。

基因RNA和DNA交付

要求桥造成的差距递减的速度可以利用新发现的生物活性化合物治疗治疗疾病用更少的新药进入市场每年现在越来越认识到使用纳米技术在医学和更具体的药物和基因传递将迅速蔓延。有要求的桥梁造成的递减速率可以利用新发现的生物活性化合物治疗与临床治疗疾病的需要。人们越来越认识到纳米技术在医学上的使用,更专门的药物和基因传递,将迅速传播

兴趣是由纳米颗粒的知识代表多才多艺和多功能结构的药物允许更好的药代动力学性质,控制和持续释放,和针对特定的细胞、组织或器官(如以新的方式来穿过血脑屏障)(马来赤铁树et al ., 2011)。

特定的兴趣在这个领域是使用纳米粒子运输和交付货物的各种类型的遗传物质。因此,病毒性基因传递使用聚合物纳米粒子已成为基因治疗的一个有吸引力的方法治疗遗传疾病以及再生医学的技术。与病毒不同的是,重大安全问题,聚合物纳米颗粒可以被设计成无毒,non-immunogenic, non-mutagenic,易于合成,化学多才多艺,能够携带更大的核酸货物和可生物降解和/或环境响应。

核细胞系统的交付了最近的工作来提高人类的间充质干细胞分化通过RNA干扰(RNAi),可以提供一个有效的方法控制用于组织工程的细胞命运,但首先必须开发安全有效的运载工具。Tzeng et al。(2012)采用cystamine-terminated保利(beta-amino酯)为此使用NTA遵循大小和浓度不同的聚合物纳米颗粒生产的配方。Tzeng和绿色(2012)然后扩展这项工作探索微妙的变化这种结构的聚合物结构和降解机制高效短干扰RNA (siRNA)和DNA传递人类大脑癌症。

SiRNA交付也一直在研究通过使用cell-penetrating肽(cpp),短阳离子多肽,广泛研究作为蛋白质药物运载工具,核酸和纳米颗粒。他们新开发的CPP, PepFect 14 (PF14),形成共价nanocomplexes与核能够引起有效的RNAi反应在不同的细胞系。NTA被用来证明稳定纳米颗粒的干燥和re-suspension (Ezzat et al ., 2012)。

同样,Troiber et al。(2012)相比,四个不同的小干扰rna polyplex表征粒子大小的方法没有标准尺寸测量技术。四种不同的分析方法进行评估的适用性分析小干扰rna polyplexes同构和异构的特点:DLS, AFM,“纳米贩卖分析”(NTA)和荧光相关光谱(FCS)。而过低的最小40纳米粒子折射率NTA追踪的,大的120纳米颗粒可以通过所有大小的方法。

最近,阳光et al。(2012),在发展中安全有效的交付系统基于聚(beta-amino酯)作为基因传递试剂方面显示了很大的潜力,因为他们很容易合成,使转染多种细胞类型高功效体外,用NTA前确定粒度视网膜下注入。RPE体内转染成功的暗示,这些纳米颗粒可以用于研究在实验室一些遗传疾病的潜在治疗退行性眼病。

领域的纳米颗粒作为基因运载工具的发展,Ghonaim和他的同事报道氮川三乙酸广泛使用在他们的工作的效果修改lipopolyamines和精胺的化学各种病毒性质粒DNA和核运载系统(Ghonaim et al ., 2007 a, 2007 b和2007 c;Ghonaim, 2008;Ghonaim等,2009;Soltan的et al ., 2009;Ghonaim et al ., 2010)。同样,Ofek et al。(2010)描述了NTA的树突siRNA交割的人们而Bhise测量粒度和粒度分布NTA基因传递的研究聚合物在细胞培养(Bhise et al ., 2010)。Bhise最近进一步扩展这个工作要开发一个分析量化质粒的数量封装的聚合物纳米粒子通过NTA确定质粒的数量密度每100 nm纳米颗粒(Bhise et al ., 2010)。

最近的工作雇用NTA表明聚合物结构被用作核交付车辆经历了变化大小和多分散性聚合物浓度较高,表明静电络合的结果在一个平衡大小不同的复杂聚合(詹森,2011)。这项工作允许最优聚合物结构为后续识别核酸交付。在另一个例子,self-aggregation polyamidoamine树枝状分子与表面羟基集团在Ciolkowski NTA探测到的研究PAMAM-OH树枝状分子的影响人类活动的红细胞(Ciolkowski et al ., 2011)。

桑德et al .(2013)和Stremersch(2013)都报道了电穿孔的siRNA封装到细胞外囊泡。桑德建议electroporation-induced siRNA降水掩盖了siRNA加载到细胞外囊泡的效率而Stremersch siRNA降水发现这个现象是有偏见的。

NTA被清水et al .(2013)囊泡的大小和数量的确定的研究中使用的表达在川崎病患儿mir - 145。这些小分子核糖核酸是小非编码rna调节基因表达在转录后水平,可以在细胞外囊泡运输细胞之间。

小说的合成和表征,bioreducible线性聚(β-amino酯)设计凝结核为纳米粒子有效地释放它进入细胞质被Kozielski et al .(2013)报道,在NTA一同使用电动电势/ DLS描述纳米粒子的方法。交付使用这个聚合物核实现几乎完全击倒荧光标记基因的主要人类胶质母细胞瘤细胞无细胞毒性。

NTA Ballarin-Gonzalez et al。(2013)用来确定核/壳聚糖复合物的水动力大小直接在他们的研究中使用的北部和定量PCR (qPCR)检测、稳定性、胃肠沉积和易位的外围组织nonmodified siRNA口腔灌洗后小鼠的核/壳聚糖纳米粒子。与裸核相比,保留结构完整性和沉积在胃里,近端和远端小肠和结肠观察到1和5个小时在纳米粒子为核,表明口服交付平台,可能有潜在的治疗当地核和系统性疾病。

基因疗法利用慢病毒载体构成真正的许多遗传的单基因疾病的治疗选择。因此,使用快速、功能向量的一代non-laborious和具有成本效益的策略势在必行。中可用的浓度方法VSV-G准型慢病毒达到治疗滴定度高、超速离心法是最常见的方法。然而,程序需要特殊处理和获得特殊的仪器,它是耗时的,最重要的是,这是由于高昂的维护成本和耗材的面子的离心器装置。最近Papanikolaou et al。(2013)描述了一种改进的协议中,向量股票由瞬时转染使用标准的细胞培养基,然后通过超滤浓缩,导致功能向量的滴定度6 x109转导单位每毫升(图/毫升)不参与任何净化步骤。他们决定病毒功能滴定度采用流式细胞术和评估实际的病毒粒子大小和浓度实时使用NTA。

同样的,运载体具有巨大的潜力为基础的各种基因治疗应用;然而,其疗效和毒性是由“目标”,排除疾病的特异性针对网站的交互。为了克服这些限制,帕克et al。(2013)已经开发出衣壳修改策略detargeting运载体,通过NTA确定病毒滴定度和稳定性。

NTA也被用于病毒性基因传递系统的开发基于一种亲脂性的质粒DNA冷凝(et al ., 2011),聚(β-amino酯)(pba) (Tzeng et al ., 2011)和体外筛选这样的结构(范盖尔人et al ., 2011)。最近,在他们评价聚合物纳米颗粒基因传递NTA和高通量流式细胞术·史慕丽et al。(2013)描述了一种新的协议描述利用NTA PBEA纳米颗粒。这样的pba hydrolytically降解和已被证明是有效的在基因传递hard-to-transfect细胞类型如人类视网膜内皮细胞、小鼠乳腺上皮细胞,人类大脑癌症细胞和macrovascular人类脐静脉内皮细胞。这NTA-based协议被认为是很容易适应评估任何聚合物纳米颗粒和细胞类型的兴趣的96孔板或多井格式转染试验快速筛选的转染效果。Bhise et al。(2013)评估,使用DLS和NTA,保利的潜力(beta-amino酯)纳米颗粒重组人成纤维细胞成为诱导多能干细胞。评估使用可生物降解PBAE nanoparticle-based病毒的协议和比较它与electroporation-based交付方法游离质粒编码重组因子为一代的人类诱导多能干细胞的成纤维细胞,他们筛选聚合物最有前途的聚合物库来识别人类成纤维细胞的基因传递。他们得出结论,然而,某些病毒的重组方法不一定比病毒更安全的方法,最大限度地提高外源基因表达的重组因子不足以保证成功的重组。同一组也评估的吸收机制PBAE polyplexes和细胞吸收的依赖组和分子量的聚合物合成三种不同类似的pba相同的基础聚合物聚(1,较大影响diacrylate-co-4-amino-1-butanol)但与小末端或分子量的变化。他们表明微分聚合物结构音乐细胞吸收的机理和转染路线的聚(β-amino酯)polyplexes在人类乳腺癌细胞(Kim et al ., 2013)。

Troiber(2013)描述了sequence-defined polycationic寡聚物的核酸交付,其中NTA被认为是理想的中等大小的粒子的测量,如332 polyplexes显示平均直径139±47海里,氮川三乙酸的分辨率高于DLS。

的另一种方法分离核酸聚合物共轭最近专利和NTA数据报告(情况下,2013)。

Witwer et al。(2013)表明,实时定量PCR (RT-qPCR)和液滴数字PCR植物microrna在哺乳动物血液提供很少的证据一般吸收的膳食microrna与先前的证据表明,外生饮食microrna进入血液和组织的摄取动物和伴随着microrna表明至少有一个工厂,miR168,参与“cross-kingdom”调节哺乳动物的成绩单。采用RT-qPCR测量植物和内生microrna梳辫子的猕猴,收到了miRNA-rich植物性物质,他们的研究结果并不支持饮食植物microrna的一般和一致的吸收。NTA被用来显示食物摄入后颗粒大小和人口的转变。

在一个复杂的研究使用x射线自由电子激光器,Demirci et al .(2013)进行飞秒30 s核糖体亚基的x射线衍射微晶核在环境温度下液体悬浮,证实晶体浓度被NTA近似1010 -1011 /毫升。这样的高分辨率核糖体结构由x射线晶体学为翻译的机理提供了重要的见解。

Mostaghaci et al。(2013)已经开发出一种一步法合成纳米级和稳定amino-functionalized磷酸钙(与简单和低成本合成低毒性)粒子进行DNA转染,使用NTA确认他们的精制wet-precipitation方法产生了NPs窄粒度分布(~ 140 nm),前面的结果的一个重大进步,转染结果不同,因为降水缺乏再现性,导致poly-dispersed,凝聚粒子。

Chitosan-based纳米粒子也被研究使用NTA基因和siRNA-delivery(马尔默,2012)和作为血脑屏障渗透向量时携带alkylglyceryl (Lien et al ., 2012)。

引用

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介绍

纳米粒子跟踪分析(NTA)概述

纳米

纳米粒子在药物输送

纳米粒子在目标

基因RNA和DNA交付

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