Επιτροπάκη Ειρήνη. Xianghui Xu,Hui Yuan,Jing Chang,Bin He and Zhongwei Gu. Angew.Chem.Int.Ed. 2012,51,1-5

Transcript

1 Επιτροπάκη Ειρήνη ΑΜ:429 Xianghui Xu,Hui Yuan,Jing Chang,Bin He and Zhongwei Gu Angew.Chem.Int.Ed. 2012,51,1-5

2 Κατασκευή υπερμοριακών δομών με μεταφορικές λειτουργίες για χρήση σε ιατρικές εφαρμογές σε κυτταρικό περιβάλλον π.χ. μεταφορείς φαρμάκων Μελέτη της μίμησης των διαδικασιών και των δομών που παρατηρούνται στη φύση για τη δημιουργία δομών βιολογικού χαρακτήρα

3 Η σύνθεση των αμφίφιλων δομών που συντελούν στη σύνθεση των σφαιρικών νανοδομών επιτυγχάνεται με τη χρήση 2 μορίων : Γραμμικών πολυπεπτιδίων Στην περίπτωσή μας πολυ(l-λευκίνη) που χρησιμοποιείται ως υδρόφοβη ουρά Πεπτιδικά δενδριμερή Στην περίπτωσή μας πολυ(l-λυσίνη) με νανοκυβικό silsesquioxane πυρήνα που χρησιμοποιείται ως υδρόφιλη κεφαλή

4 Αρχικά συνθέτουμε L-leucine N-carboxyanhydride (NCA-Leu) που στη συνέχεια θα αντιδράσει με γλουταμινικό οξύ και έτσι θα πάρουμε το τελικό μας μόριο. Το μορίο αυτό θα μας βοηθήσει στην συνεργασία αυτοοργάνωσης των πολυπεπτιδίων. DMF

5 Το πεπτιδικό δενδριμερές είναι ένα διακλαδισμένο μόριο το οποίο φέρει γενικά χαρακτηριστικά τυπικών δενδριμερών αλλά και μοναδικές ιδιότητες σφαιρικών πρωτεϊνών. Τα περισσότερα δενδριμερή έχουν έλλειψη των δυνάμεων αυτοοργάνωσης. Τα δενδριμερή μας αποτελούνται από πολύ(l-λυσίνη) και πολυεδρικούς νανοκυβικούς πυρήνες. Η αντίδραση αυτή γίνεται σε 2 γενιές. Αποτέλεσμα τις 2 ης γενειάς είναι δενδριμερή από πολύ(lλυσίνη) και 32 περιφερειακά groups.

6

7 HBTU HOBT TFA DCM DIEA Τα HBTU,HOBT και DIEA είναι εξειδικευμένα αντιδραστήρια για coupling πεπτιδίων

8

9

10 Πεπτιδοσώματα είναι το όνομα των νανοσωματιδίων που χτίστηκαν από μια διαδικασία δύο σταδίων αυτοοργάνωσης των σφαιρικά δενδριμερή πεπτιδίων με πολυ(l-λυσίνη) και πολυ(l-λευκίνη) που μεταφέρουν υπολείμματα γλουταμινικού οξέως.

11 Το ΤΕΜ(transmission electron microscopy) είναι μια τεχνική μικροσκοπίου όπου μια δέσμη ηλεκτρονίων μεταδίδεται από μια πολύ λεπτή διάταξη και αλληλεπιδρά με το δείγμα μας.μια εικόνα σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση και μεγεθύνεται σε μια συσκευή απεικόνισης.

12 Μικρά σφαιρικά σωματίδια με μέγεθος nm. Αναλογία πολύ(l-λυσίνη) δενδριμερές/ πολυ(lλευκίνη) είναι 10/1 Τελική συγκέντρωση μάζας 10gr/ml Συγκρίσιμα με το μέγεθος των δενδριμερών

13 To SEM ή αλλιώς ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης είναι ένας τύπος ηλεκτρονικού μικροσκοπίου που απεικονίζει ένα δείγμα σαρώνοντας με μια δέσμη ηλεκτρονίων σε ένα ψηφιακό σχέδιο. Τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούν με τα άτομα που απαρτίζουν το δείγμα και παράγουν τα σήματα που περιέχουν πληροφορίες για την τοπογραφία επιφάνειας, τη σύνθεση του δείγματος, και άλλες ιδιότητες, όπως η ηλεκτρική αγωγιμότητα.

14 Μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM) αποτελεί ένα πολύ υψηλής ανάλυσης μικροσκόπιο σάρωσης, με αποδεδειγμένη ανάλυση της τάξης του νανομέτρου, πάνω από 1000 φορές καλύτερα από το οπτικό όριο διάθλασης. Το AFM είναι ένα από τα κύρια εργαλεία για την απεικόνιση, τη μέτρηση και το χειρισμό ύλης σε νανοκλίμακα. Οι πληροφορίες συγκεντρώνονται από την "αίσθηση" της επιφάνειας με μια μηχανική ακίδα. Πιεζοηλεκτρικά στοιχεία επιτρέπουν την πολύ ακριβή σάρωση με τις μικροσκοπικές αλλά ακριβείς κινήσεις τους.

15

16 Τραχεία δομή λόγω συσσωματωμάτων δενδριμερών Μέγεθος παρόμοιο με ιογενούς καψιδίου ρετροϊού

17 Η ιξωδομετρία Ubbelohde υπολογίζεται με το ιξωδόμετρο Ubbelohde που χρησιμοποιεί μια μέθοδο που βασίζεται στον τριχοειδή σωλήνα που διαθέτει. Προτείνεται για μεγαλύτερα ιξώδη κυτταρικών-πολυμερικών συστημάτων. Το πλεονέκτημα αυτού του οργάνου είναι ότι οι τιμές που λαμβάνονται είναι ανεξάρτητες από τον τελικό όγκο.

18 Οι τιμες μας μεγαλύτερες από την γκρι γραμμή άρα είχαμε αλληλεπίδραση. Όταν τα πεπτιδοσώματα μας βρίσκονται σε υδατικό διάλυμα έχουμε μεγαλύτερο ιξώδες. Οφείλεται στις αλληλεπιδράσεις των υπερμοριακών δομών με τις ανεξάρτητες μονάδες!!!!

19 Ένα νεφελόμετρο είναι ένα σταθερό ή φορητό εργαλείο για τη μέτρηση των αιωρούμενων σωματιδίων σε υγρό ή αέριο κολλοειδούς.το νεφελόμετρο μέτρα αιωρούμενα σωματίδια χρησιμοποιώντας μια ακτίνα φωτός (ακτίνα πηγή) και έναν ανιχνευτή φωτός που είναι στη μία πλευρά (συνήθως 90 ) της δέσμης πηγής. Πυκνότητα των σωματιδίων είναι τότε μια λειτουργία του φωτός που αντανακλάται στον ανιχνευτή από τα σωματίδια. Σε πιο βαθμό, αντανακλά το φως για μια συγκεκριμένη πυκνότητα των σωματιδίων εξαρτάται από τις ιδιότητες των σωματιδίων, όπως το σχήμα, το χρώμα τους, και ανακλαστικότητας.

20 Με την πρόσθεση υδροφιλικών δενδρομερών παρατηρούμε μείωση της θολερότητας του υδροφοβικού διαλύματος. ΛΟΓΩ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΗ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΩΝ ΔΕΣΜΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ

21 Ο Κυκλικός διχρωϊσμός (CD), αναφέρεται στην διαφορική απορρόφηση του δεξιά και αριστερά κυκλικά πολωμένου φωτος. Παρουσιάζεται σε ζώνες απορρόφησης των οπτικά ενεργών χειρόμορφων μορίων. Η UV CD χρησιμοποιείται για τη διερεύνηση της δευτεροταγούς δομής των πρωτεϊνών. Λόγω της αλληλεπίδρασης με το μόριο, το διάνυσμα του ηλεκτρικού πεδίου φωτίζει ίχνη πλέον σε μια ελλειπτική πορεία, περνώντας μέσα από το δείγμα. Είναι σημαντικό ότι η χειρομορφία του μορίου μπορεί να είναι διαμορφωτική παρά διαρθρωτική. Δηλαδή, για παράδειγμα, ένα μόριο πρωτεΐνης με μια ελικοειδή δευτερεύουσα δομή μπορεί να έχει ένα CD που αλλάζει με τις αλλαγές στη διαμόρφωση.

22 Δευτεροταγής δομή των πεπτιδοσωμάτων αποδίδεται στα υπολείμματα αμινοξέων μεταξύ των δενδριμερών και των γραμμικών πολυπεπτιδίων. Η δευτεροταγής δομή φαίνεται από το διάγραμμα ότι είναι α-έλικα.

23 10:1 w/w mass ratio 1:1 w/w mass ratio 1:5 w/w mass ratio Αναλογία δενδρομερών/γραμμικών πεπτιδίων(10:1 σε 1:5) μέγεθος πεπτιδοσωμάτων( nm) από σφαιρικά σε ατρακτοειδή μορφή

24 Με πράσινα τετράγωνα η total mass concentration(ολική συγκέντρωση μάζας) 10 μg/ml, με κόκκινες σφαίρες 50 μg/ml, με μπλέ τρίγωνα 100 μg/ml

25 Συνεστιακή μικροσκοπία σάρωσης με laser (confocal ή LSCM) είναι μια τεχνική για την απόκτηση υψηλής ανάλυσης εικόνες με επιλεκτικότητα στο οπτικό βάθος.το βασικό χαρακτηριστικό της συνεστιακής μικροσκοπίας είναι η ικανότητά του να αποκτήσει εστίαση σε εικόνες από επιλεγμένα βάθη, μια διαδικασία γνωστή και ως οπτική τομή. Οι εικόνες που αποκτήθηκαν και ανακατασκευάστηκαν με έναν υπολογιστή, επιτρέποντας την τρισδιάστατη ανακατασκευή του τοπολογικά πολύπλοκου αντικειμένου. Ένα συμβατικό μικροσκόπιο "βλέπει" όσον αφορά στο δείγμα, καθώς το φως μπορεί να διεισδύσει, ενώ ένα ομοεστιακό μικροσκόπιο μόνο "βλέπει" τις εικόνες ένα επίπεδο βάθους σε μια στιγμή. Στην πραγματικότητα, η CLSM επιτυγχάνει ελεγχόμενο και ιδιαίτερα περιορισμένο βάθος εστίασης.

26 Βιοσυμβατότητα των πεπτιδοσωμάτων και πεπτιδοσωμάτων/dna

27 Ευέλικτη μέθοδος για κατασκευή βιομιμητικών νανοδομών σαν καψίδια Βιοσυμβατότητα Υψηλής αποδοτικότητας μη ιογενής γονιδιακός φορέας Κατάλληλος φορέας για βιοιατρικές εφαρμογές

28