연구원들은 동결 건조 동안 구조적 및 기능적 안정성의 개선 및 수소 마이크로 대공의 장기 저장을위한 새로운 방법을 개발했습니다. 폴리에틸렌 글리 콜라 (PEG) 나노 필러를 사용하여 긴 저장을 개선하고 생물 감도의 실제 적용에 사용할 가능성을 열었습니다.
최근에 출판되었습니다 작은이 연구는 PEG 나노 필러를 설치함으로써 수소 유전자 마이크로 코드를 안정화시켜 다공성 구조가 실제 응용 분야에서 사용될 가능성을 열지 못하게한다.
신용 사진 : inna dodor/shutterstock.com
배경
하이드로 겔 마이크로 코드는 생체 적합성, 기능화의 용이성 및 멀티 플렉스를 탐지하기위한 정보 코딩 가능성으로 인해 생체 감작에 널리 사용됩니다.
그러나, 그들의 민감한 다공성 구조는 종종 동결 건조와 같은 안정화 과정에서 변형되거나 붕괴된다. Liofilization은 단백질 및 장기 저장 세포와 같은 생물학적 물질의 안정화를위한 중요한 절차입니다.
동결 건조의 전통적인 방법은 안정화를 위해 트레할로스 또는 자당과 같은 이당류에 의존합니다. 불행하게도, 이러한 안정화 방법은 그래픽으로 인코딩 된 하이드로 겔 입자의 복잡한 형상 및 기능을 보존하도록 설계되지 않았으며, 구조적 붕괴는 여전히 발생할 수있다.
이전의 노력은 약물 전달 운반자의 보존에 중점을 두 었으며, 유지 형태는 덜 중요합니다. Biosenzing에 대한 응용은 이러한 수소 마이크로 대공의 정확한 구조에 크게 의존하고 있으며, 목표 솔루션의 부족은 지상에서 핵심 과제입니다.
페그 나노 필러 통합 방법은 하이드로 겔 매트릭스로의 통합 방법 인 냉동으로 건조하고 입자의 모양과 기능을 유지하는 데 도움이되는 다공성 네트워크의 보호 인 하이드로 겔 매트릭스로, 응용 분야의 사용을 사용할 수 있도록 약속한다.
현재 연구
이 연구에서 연구원들은 강화 된 PEG로 마이크로 벽 하이드로 겔을 합성하고 특성화하는 방법을 개발하여 물질을 성공적으로 안정화시켰다. 그들은 부피를 배제하는 나노 필러로서 PEG의 사용이 마이크로 셔의 형태와 다공성을 보존 할 것이라고 가정했다.
수소 마이크로 코드는 PDMS 마이크로 모드 및 리소그래피 마이크로 몰딩 기술을 사용하여 균일 한 크기 및 인코딩을 보장함으로써 합성된다. 분자량이 8000 예를 갖는 PEG 분자를 한 다음 동결 건조 전에 하이드로 겔라의 구조로 확산시킨다.
연구자들은 형광에 기초하여 확산 시험을 사용하여 PEG 분자의 침투가 성공했음을 확인하여 1 초 이내에 빠른 침투를 관찰했습니다.
동결 건조 중 물리적 스트레스를 줄이기 위해, 그들은 신체적 스트레스를 줄이기 위해 동결 및 승화 단계를 신중하게 관리했습니다.
분석 도구에는 형태 평가를위한 전자 현미경 (SEM)의 스캐닝, 기능적 성능 테스트를위한 디코딩의 정확도 및 면역 테스트의 정확도를 평가하기위한 딥 러닝 이미지의 분석이 포함되었습니다. 장기 열 노화 테스트는 장기간 저장을 시뮬레이션하는 데 사용되었습니다.
결과 및 토론
수소 처리 된 PEG의 마이크로 웨스 분석은 나노 필러로서 PEG의 사용이 동결 건조 동안 수소 마이크로 대공의 구조적 완전성을 상당히 향상 시켰음을 보여 주었다.
SEM 사진은 입자가 원래의 모양, 밀접하게 적절한 비 폴리올올 인화 대조군을 유지한다는 것을 보여 주었다. 반대로, PEG 입자는 가시 변형 및 붕괴를 겪었다.
이미지 분석은 이들 결과를 정량화했다 : PEG- 처리 된 입자는 디코딩의 정확도의 95 % 이상을 달성 한 반면, 처리되지 않은 입자 디코딩의 정확도는 42 %로 떨어졌다.
그들은 최적의 제형이 10 % PEG 8000 예이며, 과도한 점도를 도입하지 않고 효과적인 안정화를 보장했다.
형광 확산 시험은 필러의 가설을 강화시켜 PEG 하이드로 겔 기공의 빠른 확산을 확인했습니다.
항체에서 작용하는 입자가 동결 건조 및 재수 화 후 생물 활성을 유지하고, 신선한 패턴과 유사한 검출 신호를 보유한 면역 침입.
가장 중요한 것은, 수소 처리 된 PEG의 마이크로 벽의 기능적 특성은 6 개월간의 저장 후 안정적으로 유지 되어이 방법의 견고성을 입증한다.
이러한 결과는 장기간 저장 및 운송이 필요한 실제 응용 분야에서 사용하기위한 민감한 마이크로 높이의 안정화를위한 신뢰할 수있는 방법을 제공합니다.
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결론
이 연구는 그래픽으로 코딩 된 수문 마이크로 대공의 구조적 및 기능적 무결성을 유지하기 위해 PEG 나노 필러를 사용한 동결 건조의 성공적인 전략을 나타냅니다.
다공성 하이드로 겔 부피를 차지함으로써, PEG는 동결에 의한 건조시 변형을 방지하여 보존 된 형상, 높은 디코딩 정확도 및 장기 생물 활성을 갖는 입자를 초래한다.
이 접근법은 진단, 환경 감독 및 임상 투여를 포함하여 다양한 환경에서 수소 기반 바이오 센스 사용의 주요 과제를 다루고 있습니다.
미래의 연구는 PEG 제형의 추가 정제 및 다른 마이크로 공기 시스템으로의 방법의 확장을 포함 할 수있다.
잡지 참조
양 w. et al. (2025). 강력한 동결 건조를위한 폴리에틸렌 글리콜 나노 필러 그래픽으로 코딩 된 수소 마이크로 대공. 작은 2503007). doi : 10.1002/smll.202503007,
