characterized in its ability to qua

characterized in its ability to quantitatively couple small molecules,
peptides, and proteins to the polymer backbone, these reactions
(e.g. carbodiimide couplings) are typically limited in efficiency by
slow reaction kinetics under aqueous conditions [17].
To overcome many of the challenges associated with ionic
crosslinking, alternative covalent crosslinking strategies have been
developed, though none are completely biologically inert [18e21].
Many of these covalent crosslinking strategies produce stable and
uniform gels with mechanical properties that are controllable over
a wider range compared to ionically crosslinked gels, but they may
not be optimal for protein or cell encapsulation due to the crossreactivity
of the crosslinking chemistry with cells and proteins.
Additionally, as the quantity and length of the crosslinker increases,
the properties of the resulting hydrogel are significantly altered,
making it difficult to compare such gels to alginate-based ionically
crosslinked hydrogels [22].
Click chemistry has recently emerged as an alternative approach
to synthesize covalently crosslinked hydrogels with high chemoselectivity
and fast reaction rates in complex aqueous media, at
physiologically relevant pH and temperature ranges both in vitro
and in vivo [23]. Recent findings have established a set of bioorthogonal
click reactions that do not require the cytotoxic copper
catalyst used in early reports. These copper-free chemistries
include strain-promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAC) and
the inverse electron demand DielseAlder reaction between tetrazine
and norbornene [24,25]. Previous reports have used these click
reactions primarily to crosslink click end-functionalized branched
polyethylene glycol (PEG) with linear crosslinkers composed of
either PEG or linear peptides terminated with the appropriate click
reaction pair [26e29]. The mechanical properties and swelling
behavior of these click crosslinked PEG hydrogels could be tuned by
varying the linear crosslinker concentration [30,31].
We hypothesized that a simpler and more robust click crosslinked
biomaterial could be designed to exhibit stable and tunable
mechanical properties, present bioactive ligands to cells, and
encapsulate those cells in a cytocompatible covalent crosslinked
alginate hydrogel. In this report, we modified alginate biopolymers
with tetrazine or norbornene functional groups, allowing for covalent
crosslinking without the need for external input of energy,
crosslinkers, or catalysts, using the bioorthogonal inverse electron
demand DielseAlder click reaction. In addition to the crosslinking
reaction, the click alginate system exploits photoinitated thiol-ene
based modification of the norbornene groups to present thiolbearing
peptides. We investigated cell adhesion on the hydrogel
surface and cell growth and viability when encapsulated in 3D in
click alginate hydrogels. In addition, we studied the host inflammatory
response to click alginate hydrogels that are injected in vivo.
2. Materials and methods
2.1. 3-(p-benzylamino)-1,2,4,5 tetrazine synthesis
3-(p-benzylamino)-1,2,4,5-tetrazine was synthesized according to an established
protocol [32]. Briefly, 50 mmol of 4-(aminomethyl)benzonitrile hydrochloride
and 150 mmol formamidine acetate were mixed while adding 1 mol of anhydrous
hydrazine. The reaction was stirred at 80 C for 45 min and then cooled to room
temperature, followed by addition of 0.5 mol of sodium nitrite in water. 10% HCl was
then added dropwise to acidify the reaction to form the desired product. The
oxidized acidic crude mixture was then extracted with DCM. After discarding the
organic fractions, the aqueous layer was basified with NaHCO3, and immediately
extracted again with DCM. The final product was then recovered by rotary evaporation,
and purified by HPLC. All chemicals were purchased from Sigma-Aldrich.
2.2. Click alginate polymer synthesis
Click alginate biopolymers weremodified with either 1-bicyclo[2.2.1]hept-5-en-
2-ylmethanamine (Norbornene Methanamine; Matrix Scientific) or 3-(p-benzylamino)-
1,2,4,5-tetrazine by first allowing high molecular weight alginate,
Mw ¼ 265 kDa (Protanol LF 20/40; FMC Technologies) to dissolve in stirred buffer
containing 0.1 M MES, 0.3 M NaCl, pH 6.5 at 0.5% w/v. Next, N-hydroxysuccinimide

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โดดเด่นในความสามารถในคู่ปริมาณโมเลกุลขนาดเล็ก,
เปปไทด์และโปรตีนกระดูกสันหลังลิเมอร์, ปฏิกิริยาเหล่านี้
(เช่นข้อต่อ carbodiimide) จะถูก จำกัด โดยทั่วไปในประสิทธิภาพโดยการ
จลนศาสตร์ปฏิกิริยาช้าภายใต้เงื่อนไขที่น้ำ [17].
เพื่อเอาชนะหลายความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับ อิออน
เชื่อมขวางกลยุทธ์เชื่อมขวางโควาเลนต์ทางเลือกที่ได้รับการ
พัฒนาขึ้นแม้จะไม่มีใครมีความสมบูรณ์ทางชีวภาพเฉื่อย [18e21].
หลายกลยุทธ์การเชื่อมขวางโควาเลนต์เหล่านี้ผลิตที่มั่นคงและ
สม่ำเสมอเจลที่มีคุณสมบัติทางกลที่ควบคุมได้มากกว่า
ช่วงกว้างเมื่อเทียบกับเจลที่เชื่อมขวาง ionically แต่พวกเขา อาจ
ไม่เหมาะสมสำหรับโปรตีนที่ห่อหุ้มเซลล์หรือเนื่องจาก crossreactivity
ของการเชื่อมขวางทางเคมีกับเซลล์และโปรตีน.
นอกจากนี้ปริมาณและระยะเวลาของการเพิ่มเชื่อมขวาง,
คุณสมบัติของไฮโดรเจลที่เกิดขึ้นมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ
ทำให้มันยากที่จะเปรียบเทียบดังกล่าว เจลที่จะอัลจิเนตตาม ionically
ไฮโดรเจลเชื่อมขวาง [22].
คลิกเคมีได้โผล่ออกมาเมื่อเร็ว ๆ นี้เป็นวิธีทางเลือก
ในการสังเคราะห์ไฮโดรเจลที่มีการเชื่อมขวาง covalently chemoselectivity สูง
และอัตราการเกิดปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วในสื่อที่ซับซ้อนน้ำที่
มีค่า pH ที่เกี่ยวข้องทางสรีรวิทยาและช่วงอุณหภูมิทั้งในหลอดทดลอง
และใน ร่างกาย [23] ผลการวิจัยที่ผ่านมาได้สร้างชุดของ bioorthogonal
ปฏิกิริยาการคลิกที่ไม่ต้องใช้ทองแดงพิษ
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการรายงานก่อน เหล่านี้ทองแดงปราศจากเคมี
รวมถึงสายพันธุ์ที่ได้รับการส่งเสริม cycloaddition azide-alkyne (SPAAC) และ
อิเล็กตรอนที่ตรงกันข้ามความต้องการ DielseAlder ปฏิกิริยาระหว่าง tetrazine
และ norbornene [24,25] รายงานก่อนหน้านี้ได้ใช้เหล่านี้คลิก
ปฏิกิริยาหลักในการ Crosslink คลิกสิ้นฟังก์ชันแยก
พลาสติกคอล (PEG) ที่มีการเชิงเส้นขวางประกอบด้วย
ทั้ง PEG หรือเปปไทด์เชิงเส้นสิ้นสุดด้วยการคลิกที่เหมาะสม
คู่ปฏิกิริยา [26e29] สมบัติทางกลและบวม
คลิกพฤติกรรมของเหล่านี้เชื่อมขวางไฮโดรเจล PEG อาจจะปรับโดย
ที่แตกต่างกันมีความเข้มข้นเชื่อมขวางเชิงเส้น [30,31].
เราตั้งสมมติฐานว่าง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้นคลิกเชื่อมขวาง
ของวัสดุจะได้รับการออกแบบมาเพื่อแสดงความมีเสถียรภาพและพริ้ง
สมบัติเชิงกลปัจจุบัน แกนด์ออกฤทธิ์ทางชีวภาพกับเซลล์และ
แค็ปซูลเซลล์เหล่านั้นใน cytocompatible โควาเลนต์เชื่อมขวาง
ไฮโดรเจลอัลจิเนต ในรายงานฉบับนี้เรามีการปรับเปลี่ยนพลาสติกชีวภาพอัลจิเนต
ที่มี tetrazine หรือกลุ่มทำงาน norbornene เพื่อให้โควาเลนต์
โดยไม่จำเป็นต้องเชื่อมขวางสำหรับการป้อนข้อมูลภายนอกของพลังงาน
ขวางหรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้อิเล็กตรอนผกผัน bioorthogonal
ความต้องการ DielseAlder คลิกปฏิกิริยา นอกเหนือจากการเชื่อมขวาง
ปฏิกิริยาระบบอัลจิเนตคลิกประโยชน์ photoinitated thiol-ene
ตามการเปลี่ยนแปลงของกลุ่ม norbornene ที่จะนำเสนอ thiolbearing
เปปไทด์ เราตรวจสอบการยึดเกาะบนมือถือไฮโดรเจล
พื้นผิวและการเจริญเติบโตของเซลล์และการมีชีวิตเมื่อห่อหุ้มใน 3 มิติใน
การคลิกไฮโดรเจลอัลจิเนต นอกจากนี้เรามีการศึกษาเป็นเจ้าภาพการอักเสบ
ตอบสนองต่อการคลิกไฮโดรเจลอัลจิเนตที่ได้รับการฉีดในร่างกาย.
2 วัสดุและวิธีการ
2.1 3 (P-benzylamino) -1,2,4,5 สังเคราะห์ tetrazine
3 (P-benzylamino) -1,2,4,5-tetrazine สังเคราะห์ตามจัดตั้ง
โปรโตคอล [32] สั้น ๆ , 50 มิลลิโมลของ 4 (aminomethyl) benzonitrile ไฮโดรคลอไร
และ 150 มิลลิโมลอะซิเตท formamidine ถูกผสมในขณะที่เพิ่ม 1 โมลของปราศจาก
ไฮดราซีน ปฏิกิริยาถูกกวนที่ 80 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 45 นาทีและจากนั้นไปที่ห้องเย็น
อุณหภูมิตามด้วยนอกเหนือจาก 0.5 โมลของโซเดียมไนไตรท์ในน้ำ 10% HCl ถูก
แล้วเพิ่ม dropwise ที่จะทำให้เป็นกรดปฏิกิริยาในรูปแบบสินค้าที่ต้องการ
ส่วนผสมที่เป็นกรดออกซิไดซ์น้ำมันดิบถูกสกัดแล้วกับ DCM หลังจากที่ทิ้ง
เศษอินทรีย์ชั้นน้ำที่ถูก basified กับ NaHCO3 และทันทีที่
สกัดอีกครั้งกับ DCM ผลิตภัณฑ์สุดท้ายก็หายแล้วโดยการระเหยแบบหมุน
และบริสุทธิ์โดยวิธี HPLC สารเคมีทั้งหมดถูกซื้อมาจาก Sigma-Aldrich.
2.2 คลิ๊กลิเมอร์สังเคราะห์อัลจิเนต
พลาสติกชีวภาพคลิก weremodified อัลจิเนตที่มีทั้ง 1 bicyclo [2.2.1] hept-5-en-
2 ylmethanamine (Norbornene Methanamine; Matrix วิทยาศาสตร์) หรือ 3 (P-benzylamino) -
1,2,4,5 -tetrazine โดยครั้งแรกที่ช่วยให้อัลจิเนตที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง
Mw ¼ 265 กิโลดาลตัน (LF Protanol 20/40; เอฟเอ็มเทคโนโลยี) ที่จะละลายในบัฟเฟอร์กวน
ที่มี 0.1 M MES 0.3 M NaCl ค่า pH 6.5 ที่ 0.5% w / v ถัดไป N-hydroxysuccinimide

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ลักษณะของความสามารถในเชิงปริมาณขนาดเล็กคู่ของโมเลกุล
เปป และโปรตีนกับพอลิเมอร์ ปฏิกิริยาเหล่านี้
( เช่น ข้อต่อ carbodiimide ) มักจะ จำกัด ในประสิทธิภาพ โดยปฏิกิริยาจลนพลศาสตร์ภายใต้สภาวะสารละลาย
ช้า [ 17 ] .
ที่จะเอาชนะการท้าทายที่เกี่ยวข้องกับไอออนโมเลกุลโมเลกุลโคเวเลนต์
กลยุทธ์ทางเลือกที่ได้รับ
พัฒนาแม้จะไม่มีใครจะสมบูรณ์ทางชีวภาพเฉื่อย [ 18e21 ] .
หลายโมเลกุลโควาเลนต์กลยุทธ์การผลิตที่มั่นคงและ
ชุดเจลกับสมบัติเชิงกลที่สามารถควบคุมได้มากกว่า
ช่วงกว้างเมื่อเทียบกับ ionically เครื่องเจล แต่พวกเขาอาจ
ไม่เหมาะที่สุดสำหรับโปรตีน หรือเซลล์ encapsulation เนื่องจากการ crossreactivity
ของทำปฏิกิริยาเคมีกับเซลล์และ
โปรตีนนอกจากนี้ ปริมาณและระยะเวลาของรอบเพิ่มขึ้น
คุณสมบัติของไฮโดรเจลซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก
ทำให้มันยากที่จะเปรียบเทียบ เช่น การใช้เจลเข้มข้น ionically
เครื่องเจล [ 22 ] .
คลิกคุณสมบัติทางเคมีเพิ่งเกิดเป็นทางเลือกวิธีการสังเคราะห์ covalently เครื่องเจลด้วย

การเติมสารสูงปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วและอัตราในสื่อที่มีซับซ้อนที่เกี่ยวข้องอาทิ pH และอุณหภูมิช่วง

ทั้งในหลอดทดลองและในสัตว์ [ 23 ] ล่าสุดพบมีการสร้างชุดของ bioorthogonal
คลิกปฏิกิริยาที่ไม่ต้องใช้พิษทองแดง
ตัวเร่งปฏิกิริยาใช้ในรายงานก่อน เหล่านี้รวมถึงความเครียดส่งเสริมเคมี
ทองแดงฟรีไซด์ ( spaac )
cycloaddition อัลไคน์ผกผันของปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอน dielsealder เตตร้าซีน และ Norbornene
[ 24,25 ] รายงานก่อนหน้านี้ได้ใช้ปฏิกิริยาคลิก
เหล่านี้หลักคลิกที่สิ้นสุดที่มีพันธะข้ามกิ่ง
polyethylene glycol ( PEG ) กับเส้น crosslinkers ประกอบด้วย
ให้ตรึง หรือเส้นเปปไทด์สิ้นสุดลงด้วยคลิกที่เหมาะสม
ปฏิกิริยาคู่ [ 26e29 ] สมบัติเชิงกลและสมบัติการบวม
พฤติกรรมเหล่านี้คลิกหมุดเจลซึ่งสามารถปรับโดย
เปลี่ยนเส้นรอบ 30,31 ความเข้มข้น [ ] .
เราตั้งสมมติฐานว่าเรียบง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้นคลิกน้ำหนัก
ินสามารถออกแบบให้มีเสถียรภาพและความต้านทาน
เชิงกล ปัจจุบันสารในเซลล์ปกติและเซลล์เหล่านั้น
สรุปใน cytocompatible โควาเลนต์ซึ่ง
แอลจิเนตไฮโดรเจล .ในรายงานนี้ เราดัดแปลงโปรตีนแอล
กับเตตร้าซีนหรือ Norbornene หมู่ฟังก์ชัน ช่วยให้โมเลกุลโคเวเลนต์
โดยไม่ต้องป้อนข้อมูลภายนอกของพลังงาน
crosslinkers หรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ bioorthogonal ผกผันอิเล็กตรอน
ความต้องการ dielsealder คลิกปฏิกิริยา นอกจากนี้ในการทำปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาระบบเนตคลิกหาประโยชน์ photoinitated thiol ใน
ตามการเปลี่ยนแปลงของกลุ่ม Norbornene ปัจจุบัน thiolbearing
เปปไทด์ เราตรวจสอบเซลล์ยึดเกาะบนผิวและการเจริญเติบโตของเซลล์ และเจล
3
คลิกเมื่อบรรจุใน 3D ในไฮโดรเจลแอล . ได้ศึกษาการตอบสนองการอักเสบ
โฮสคลิกแอลเจลที่ฉีดเข้าไปในร่างกาย .
2 วัสดุและวิธีการ
2.1 . 3 - ( p-benzylamino - 1,2,4 ) ,การสังเคราะห์เตตร้าซีน 5
3 - ( p-benzylamino ) - 1,2,4,5-tetrazine สังเคราะห์ตามพิธีสารจัดตั้ง
[ 32 ] สั้น ๆ , 50 มิลลิโมลของ 4 - ( aminomethyl )
/ เบนโซไนไตรล์และ 150 มิลลิโมล formamidine อะซิเตทผสมในขณะที่การเพิ่ม 1 โมลของรัส
ไฮดราซีน . ปฏิกิริยาที่ถูกกวน 80  เป็นเวลา 45 นาที และจากนั้นเย็นที่ห้อง
อุณหภูมิ ตามด้วยนอกเหนือจาก 05 โมลของโซเดียมไนไตรท์ในน้ำ 10 % HCL คือ
เพิ่มแล้ว dropwise ที่จะเปลี่ยนเป็นกรดปฏิกิริยาในรูปแบบสินค้าที่ต้องการ
จากเปรี้ยวดิบผสมแล้วใช้ DCM หลังจากทิ้ง
เศษส่วนอินทรีย์ , ชั้นน้ำเป็น basified ด้วยโซเดียมไบคาร์บอเนตและทันที
สกัดอีกครั้งกับ DCM ผลิตภัณฑ์สุดท้ายก็หาย โดยหมุนระเหย
บริสุทธิ์โดย HPLC .ทั้งหมดเคมีภัณฑ์ ซื้อมาจากซิกม่า Aldrich .
2.2 . พอลิเมอร์สังเคราะห์อัลจิเนตคลิก
คลิกการต weremodified ด้วย 1-bicyclo [ ร ] hept-5-en -
2-ylmethanamine ( Norbornene methanamine ; เมทริกซ์ทางวิทยาศาสตร์ ) หรือ 3 - ( p-benzylamino ) -
1,2,4,5-tetrazine โดยครั้งแรกให้แอลน้ำหนักโมเลกุลสูง
MW ¼ 265 กิโลดาลตัน ( protanol ถ้า 20 / 40 ; เทคโนโลยี FMC ) เพื่อละลายในบัฟเฟอร์
กวนที่มีความเข้มข้น 0.1 M เดือน 0.3 โมลาร์ pH 6.5 ที่ 0.5 % W / V . ต่อไป n-hydroxysuccinimide