Использование передовых технологий поверхностного и интерфейсного анализа для декодирования будущего фармацевтики

Интерфейсные процессы играют ключевую роль во многих областях, таких как исследования, разработка и производство лекарств, влияя на эффективность и безопасность продуктов.
Шведская компания & lt; & lt; Байолин текнолоджи лтд. & gt; & gt; предлагает передовые аналитические решения, адаптированные к характеристикам пленки и феноменам интерфейса.

область применения

1. Разработка лекарственных средств

2. Доставка лекарств

3. Взаимодействие препарата с поверхностью

4. Взаимодействие биологических материалов с тканями человека

5. Разработка биологических датчиков

Почему стоит выбрать шведскую технологическую компанию?

С помощью наших решений вы можете анализировать, например, динамику нагрузки и высвобождения препарата, а также взаимодействие носителя с биологической средой, чтобы спроектировать и оптимизировать систему доставки лекарств. Вы можете изучить взаимодействие молекул с мембранными моделями клеток, чтобы понять поведение вирусов и разработать эффективные антивирусные стратегии для борьбы с существующими и будущими вирусными угрозами. Кроме того, вы можете проанализировать взаимодействие между активными фармацевтическими ингредиентами и добавками и контейнерами и упаковочными материалами, чтобы уменьшить риск обнаружения несовместимости на более позднем этапе.

Оценка стабильности биофармацевтических препаратов и совместимости материалов

Скрининг нестабильности, вызванной поверхностной индукцией, на этапе разработки биофармацевтических препаратов помогает снизить риск позднего обнаружения несовместимости и смягчить последствия этих опасностей до тех пор, пока потенциальные проблемы не приведут к задержке проекта и непредвиденным расходам. Метод микровесов рассеянного кварцевого кристалла QSense (QCM - D) может быть использован для анализа взаимодействия между активными фармацевтическими ингредиентами и добавками и материалами, используемыми при изготовлении, хранении и введении.

Читать далее

Увлажняемость фармацевтического порошка

Увлажняемость играет важную роль во многих промышленных применениях взаимодействия твердых и жидких веществ. В фармацевтической промышленности твердые вещества обычно присутствуют в виде порошка. Влажность фармацевтического порошка играет ключевую роль в рецептуре, хранении и дозиметрических свойствах.

Смотрите повтор вебинара!

Адсорбция антител на границе между газом и жидкостью

Адсорбция молекул препарата на газожидкостной границе может привести к снижению чистой концентрации препарата в растворе после длительного хранения. Это может привести к недостаточному или неточному использованию дозы пациентом. Обычно для подавления адсорбции используются поверхностно - активные вещества. Чтобы лучше понять эту проблему, для изучения адсорбционной динамики антител можно использовать микровесы диссипативного кварцевого кристалла.

Смотрите повтор вебинара!

Найдем подходящий для Вас прибор!

Попробуйте инструмент выбора Instrumentor

Дополнительная информация

Узнайте больше примеров применения

Смотреть онлайн семинар -Тестирование связывания белков сыворотки с mRNA - LNPs с помощью QCM - D

СмотретьСетевой семинар -Оценка воспалительных реакций, вызванных биологическими материалами, контактирующими с кровью человека, с использованием методов экстракорпорального тестирования, таких как QCM - D

Посмотреть вебинар -Разработка новых методов биосенсорного обнаружения с использованием микровесов на рассеянных кварцевых кристаллах

Смотреть повтор вебинара: обзор -Применение анализа QCM - D в исследованиях, связанных с вирусами

[Обработка поверхностей и покрытие / фармацевтика]

В исследованиях и разработках лекарственных средств существует большое количество поверхностей, которые необходимо учитывать и адаптировать для их поведения и производительности, чтобы получить оптимальную производительность во взаимодействии с окружающей средой.

Эта типичная поверхность является покрытием конечного продукта, такого как таблетки, свойства которых значительно влияют на доставку и высвобождение фармацевтических соединений. Другие очень важные поверхности - это те, с которыми препарат контактирует на стадии приготовления, хранения и введения, а также ситуации, когда взаимодействие на каждой поверхности может повлиять на стабильность препарата.

(i) Разработка лекарственных средств

QSenseЧувствительность к качеству на уровне Nak предлагает неограниченный потенциал для обнаружения и разработки лекарств. черезQSenseПроведенные исследования включали:

1. Точный мониторинг взаимодействия микромолекулярных препаратов с белками, клеточными мембранами и РНК в режиме реального времени в различных экспериментальных условиях. [1]

2. Белковые - белковые взаимодействия [2]

3.Структурные изменения РНК при взаимодействии мелких молекул с РНК [3]

(ii) Доставка лекарств

QSenseБыла продемонстрирована рентабельная и временноэффективная технология, особенно для характеристики липидных наночастиц (LNP) и их свойств доставки лекарств. Многочисленные документальные свидетельстваQSenseМожет использоваться для:

1. Анализ аффинных связей сывороточного белка с липидными наночастицами (LNP) [4]

2. связывание и высвобождение биологических молекул (например, siRNA и mRNA) на LNP [5]

3. Доставка LNP в целевой орган [6]

4. Отбор родственных связей сывороточных белков с СПС в бесклеточной среде [7]

5. Анализ поверхностной модификации СПГ [8]

6. Взаимодействие липидов с биологически активными молекулами (включая лекарства, ДНК и siRNA) [9]

7 Воздействие связывания ApoE на распределение липидных компонентов и общую структуру LNP [24]

8. Наночастотные решетки для хранения функционального LNP [25]

9. Формула LNP для повышения эффективности доставки нагрузки на нуклеиновые кислоты LNPs [26]

Использование cDNA для фиксации микропузырьков на поддерживающих липидных двойных слоях [27]

11. Взаимодействие мозаичного сополимера стабилизирующего куба с биоаналоговой липидной мембраной [28]

iii) Анализ стабильности белков в процессе разработки и оптимизации формул препаратов, производства, хранения и введения биофармацевтических препаратов

利用микровесы QSense на рассеянных кварцевых кристаллахАнализ для оценки стабильности биофармацевтических препаратов и совместимости материалов

В динамичном жизненном цикле биофармацевтики, от первоначальной идеи исследований и разработок до использования пациентами, стабильность и совместимость материалов имеют решающее значение. Сложное взаимодействие биофармацевтических препаратов с различными поверхностями в процессе производства, хранения и введения может привести к таким проблемам, как случайная адсорбция, снижение концентрации или образование белковых частиц.

Активный скрининг для снижения риска

Раннее выявление потенциальных проблем имеет решающее значение для предотвращения сбоев в графике и финансовых потерь. В процессе разработки активный скрининг нестабильности, вызванной поверхностью, помогает снизить риск позднего провала.QSense® QCM - D может обеспечить всесторонний анализ биофармацевтических взаимодействий, обеспечивая глубокое понимание молекулярной адсорбции, десорбции и структурных изменений в наномасштабе для быстрого обнаружения несовместимости.

Ключевые возможности QSense QCM - D в качестве инструмента для ранней оценки успеха биофармацевтики

Анализ взаимодействия биофармацевтических препаратов с соответствующими поверхностными материалами
Оперативная оценка воздействия материалов, используемых на ранних этапах производства, хранения и введения биофармацевтических препаратов, на полные составы.

Минимизация риска путем активного обнаружения несовместимости
Быстрое измерение адсорбции формулы - кандидата на соответствующих поверхностях и определение способов уменьшения несовместимости.

·Мониторинг адсорбции антител и добавок в режиме реального времени

Понимание механизмов действия поверхностно - активных веществ и их потенциала в качестве стабилизаторов.

QSense проводит оценку разработки формулы

· Определение уровня адсорбции антител на различных поверхностных материалах

• Углубленное понимание молекулярного расположения поверхности материала

• Какие поверхности могут вызывать проблемы несовместимости?

• Оценка влияния добавок на адсорбцию антител

Исследуйте, как изменения концентрации, pH, температуры, поверхностного материала или типа ПАВ влияют на уровень адсорбции.

Читать случаи

Загрузите больше информации о том, как использовать технологию микровесов рассеянного кварцевого кристалла QSense для снижения риска позднего обнаружения несовместимости.

Скачать Белая кожаОценка стабильности биофармацевтических препаратов и совместимости материалов с использованием микровесов рассеянного кварцевого кристалла QSenseкнига

Типичные примеры включают:

1. Взаимодействие лекарственных средств с поверхностями, такими как полимеры, стекло, металлы и оксиды металлов, кремниевое масло [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]

2. Эффект добавок в снижении адсорбции лекарственных средств - белков на поверхности [17]

3. Воздействие формульных условий (концентрация, pH, температура и т.д.); [18]

4. Влияние интерфейсов и интерфейсных напряжений на разработку биологических продуктов [19]

* Примечание: До 200 видов чипов, которые могут быть настроены на поверхность чипа в соответствии с требованиями пользователя

iv) Взаимодействие биологических материалов с тканями человека

Биологическая совместимость имплантатов и биологических материалов в организме человека является ключом к их успешному функционированию.QSenseПроводится экстракорпоральный анализ взаимодействия поверхности имплантата или биоматериала с кровью и тканями человека на молекулярном уровне.

1. Взаимодействие различных рецептов ухода за глазами с поверхностью слизистых белков / клеточных мембран [20].

(v) Разработка биологических датчиков

QSenseОн также широко используется в разработке таких типов датчиков, как белковые биодатчики и датчики мгновенного обнаружения.

1. Белковые биосенсоры [21], [22]

2. Датчики мгновенного обнаружения (Point - of - care sensors) [23]

QSense QCM-DЭто поверхностно - чувствительная технология, которая обнаруживает молекулярно - поверхностные взаимодействия в наномасштабе. Он может использоваться для анализа таких явлений, как адсорбция, десорбция и структурные изменения поверхностного адсорбционного слоя.

QSense основан на технологии QCM - D

Дискретные кварцевые кристаллические микровесы (QCM - D) - это технология в реальном времени, чувствительная к поверхности, которая может быть использована для анализа поверхностных взаимодействий, образования пленки и характеристик пленки.

Исследуйте QCM - D

микровесы QSense Omni с диссипативными кварцевыми кристаллами

QSense ОмниИз - заQCM-DПионер технологии Шведская компания Baiolin Technology Ltd. продвигает разработку нового поколения дисперсных кварцевых микровесов,QCM-DОснователь новых технологий.ОмниЧувствительность выше, чем у любого другого QCM на рынке, что позволяет ему количественно измерять и контролировать более мелкие молекулы, более быстрые процессы и является идеальным инструментом для изучения биологических процессов. В QSense имеется более 200 вариантов материалов и покрытий для поверхности чипа, которые поддерживают моделирование реальной биологической среды и процессов, характеризующих скорость адсорбции белка, образование пленки, жесткость адсорбционного слоя, кальцификацию, клеточную адгезию и т.д.

QSense Омнимикровесы на рассеянных кварцевых кристаллах

Способность обнаруживать изменения на поверхности чипа от крошечных до 24 нг / см2

• Более быстрый обмен жидкостями (в 5 раз больше, чем у продуктов предыдущего поколения), обеспечивающий более быструю и четкую доставку образцов

• Полный спектр автоматизированных функций для минимизации зависимости пользователей

• Упрощенный рабочий процесс и новый интуитивный программный интерфейс облегчают использование QCM - D для более широкого круга пользователей.

Преимущества QSense

• Интуитивно понятные, автоматизированные лабораторные приборы

• Легко внедряется в лаборатории

Данные о взаимодействии белков в реальном времени

Полное понимание интерактивных процессов и механизмов

Требуемое количество образцов составляет до 90 мкл

Получение ценных результатов из небольшого количества образцов

Результат можно получить в течение нескольких часов

• Быстрое отображение конечных результатов

• Предпрограммируемые стандартные сценарии

• Легко устанавливать и воспроизводить измерения

Можно выбрать несколько чипов.

Чип QSense для биофармацевтики

Чип QSenseЭто позволяет измерить взаимодействие различных поверхностных материалов, связанных с производством, хранением и введением антител и других биологических препаратов - от металлов, стеклянных материалов до полимеров, таких как нержавеющая сталь, борсиликатное стекло и биополимеры.

Чип QSense PDMS

ПДМСЭто отличный выбор для смазки шприцев и аналогичных лабораторных приборов, в которых важно поддерживать целостность хранения жидкостей и биологических образцов. Кроме того, его термоизоляционные и электроизоляционные свойства защищают чувствительные образцы и компоненты.

Найдите чип, который отвечает вашим потребностям

Чип лежит в основе эксперимента QCM - D.Посмотреть виды на рынкеЧипУзнайте, какой материал и покрытие чипа соответствуют вашим исследовательским потребностям.

vi) Симптомы смачивания, используемые при изготовлении покрытий

Покрытие на таблетках имеет несколько применений. Покрытие используется для маскировки вкуса или запаха, защиты лекарств от эрозии кислотной среды желудка или защиты эндометрия желудка от агрессивных лекарств. Покрытие также может быть спроектировано для контроля характеристик высвобождения препарата. По какой - либо причине покрытие применяется к ядру таблетки, и одной из предпосылок успеха является хорошая адгезия покрытия с таблеткой.

Для обеспечения хорошей адгезии препарат с покрытием должен быть нанесен на поверхность таблетки. Если какая - то часть проникает в пористость таблетки, сцепление усиливается. Масштабирование состава покрытия на поверхности таблетки может быть оценено путем измерения угла контакта и свободной энергии поверхности. Поскольку поверхностная пористость также действует,шероховатость поверхностиИзмерение и определение шероховатостиУгол контактаМожно было бы дать больше информации по этому вопросу.

В некоторых случаях из - за изменения увлажняющих свойств невозможно сжать препарат в таблеточную форму. Поэтому метод Washburn часто используется для определения фармацевтических соединений.Угол контакта. Метод Washburn также используется для изучения смачивающих свойств в таких процессах, как сухое полимерное покрытие, в котором полимерные порошки и различные добавкиУгол контактаЭто интересно.

vii) Измерение угла контакта фармацевтических соединений

Фармацевтическая промышленность часто использует различные порошки в качестве фармацевтических соединений, поэтому понимание увлажняющего поведения порошка очень важно для фармацевтической промышленности.

Смягчение порошка может быть использованоСигма 700/701Измеряется методом Washburn. В методе Washburn угол контакта рассчитывается на основе увеличения веса порошка с течением времени при контакте с жидкостью.

Список литературы

[1] Маломолекулярный контроль противоопухолевой активности и внеопухолевой токсичности супрамолекулярного биспецифического ангажиера Т-клетокНат. Биомед. Eng 2024, 8 (5), 513–528. https://doi.org/10.1038/s41551-023-01147-6.

[2] Genentech-Вискоэластическая характеристика составов антител высокой концентрации с использованием микробаланса кварцевых кристаллов с мониторингом диссипацииJournal of Pharmaceutical Sciences 2009, 98 (9), 3108–3116.
https://doi.org/10.1002/jps.21610.

[3] РошРеконституция и функциональный анализ полнодлинной NS5B-полимеразы вируса гепатита С на поддерживаемом липидном двухслоеACS Цент. Наука. 2016, 2 (7), 456–466. https://doi.org/10.1021/acscentsci.6b00112.

[4]Быстрый и надежный метод, основанный на приборах QCM-D для скрининга взаимодействий наночастиц/кровиБиосенсоры 2023, 13 (6), 607. https://doi.org/10.3390/bios13060607.

[5]Исследование QCM-D и SAXS взаимодействия функционализированных лиотропных жидкокристаллических липидных наночастиц с siRNAChemBioChem 2017, 18 (10), 921–930. https://doi.org/10.1002/cbic.201600613.

[6]Помощная структура липидов влияет на адсорбцию белка и доставку липидных наночастиц в селезенку и печеньБиоматер. Наука. 2021, 9 (4), 1449–1463.
https://doi.org/10.1039/D0BM01609H.

[7] АстраЗенека –Скрининг связывающей аффинности белков сыворотки к липидным наночастицам в клеточной средеJournal of Colloid and Interface Science 2022, 610, 766-774. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.11.117.

[8]Информация о механизмах взаимодействия между ингалируемыми гибридными липидно-полимерными наночастицами и легочной поверхностно-активной веществомJournal of Colloid and Interface Science 2023, 633, 511-525.
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.11.059.

[9]О взаимодействии между РНК и титрируемыми липидными слоями: последствия для доставки РНК с помощью липидных наночастицNanoscale 2024, 16 (2), 777–794.
https://doi.org/10.1039/D3NR03308B.

[10] Genentech –Адсорбция и агрегация моноклональных антител на интерфейсах силиконового масла и водыМол. Фармацевтика 2021, 18 (4), 1656–1665. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.0c01113.

Бристоль-Майерс СквикбМеханизмическое понимание взаимодействий белка и силиконового маслаPharm Res 2012, 29 (6), 1689–1697.
https://doi.org/10.1007/s11095-012-0696-6.

[12] Бристоль-Майерс Сквикб –Адсорбция поверхностно-активных веществ типа оксид полипропилена-оксид полиэтилена на поверхностях фармацевтических соответствующих материалов: воздействие поверхностной энергии и структур поверхностно-активных веществФармацевтическое развитие и технологии 2019, 24 (1), 70–79. https://doi.org/10.1080/10837450.2018.1425431.

[13] Бристоль-Майерс Сквикб –Характеризация частиц для белкового лекарственного продукта, хранящегося в предварительно заполненных шприцах, с использованием микротокового изображения, Архимеда и кварцевого кристалла с диссипациейAAPS J 2017, 19 (1), 110–116.
https://doi.org/10.1208/s12248-016-9983-1.

[14] Компания Pfizer –Инженерия керамического поршневого насоса для минимизации образования частиц для терапевтического иммуноглобулина: комбинированный факториальный и моделирующий подход.J Adv Manuf & Process 2023, 5 (1), e10142.
https://doi.org/10.1002/amp2.10142.

[15]Адсорбция антител и ориентация на гидрофобные поверхностиLangmuir 2012, 28 (3), 1765–1774.
https://doi.org/10.1021/la203095p.

[16] АстраЗенекаВлияние металлического интерфейса на стабильность и качество терапевтического синтезного белкаМол. Фармацевтика 2020, 17 (2), 569–578. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.9b01000.

Компания Janssen Pharmaceuticals (Johnson and Johnson)Кварцовый кристаллический микробаланс как инструмент прогнозирования взаимодействий между лекарственным средством и строительным материалом при внутривенном администрировании лекарственных препаратовЖурнал фармацевтических наук 2023, 112 (12), 3154–3163. https://doi.org/10.1016/j.xphs.2023.07.019.

[18] Эли ЛиллиПоверхностные взаимодействия моноклональных антител, характеризующихся микробалансом кварцевых кристаллов с диссипацией: воздействие гидрофобичности и самовзаимодействий белковЖурнал фармацевтических наук 2012, 101 (2), 519-529.
https://doi.org/10.1002/jps.22771.

Бристоль-Майерс СквикбОбзор влияния интерфейсной нестабильности белка на развитие биологических продуктовВ белковой нестабильности на интерфейсах во время разработки лекарственного продукта; Ли, Дж., Крауз, М. Е., Ту, Р., Ред.; AAPS прогресс в фармацевтических науках серии; 2021; Vol. 43, pp. 1-8.
https://doi.org/10.1007/978-3-030-57177-1_1.

[20] Новартис Фарма –Понимание свойств адсорбции и потенциальной стабильности слезной пленки рекомбинантного лубрицина человека и субмаксиллярных муцинов говядины в модели слезной пленки in vitroКоллоиды и поверхности В: биоинтерфейсы 2020, 195, 111257. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2020.111257.

[21]Двойный режим и без маркировки обнаружения экзосом из плазмы с использованием электрохимического кварцевого кристалльного микробаланса с мониторингом диссипацииАнальный. Химия. 2022, 94 (5), 2465–2475. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c04282.

[22]Усиленный биосенсор QCM-D для белка на основе аптамерофункциональных золотых наночастицБиосенсоры и биоэлектроника 2010, 26 (2), 575-579. https://doi.org/10.1016/j.bios.2010.07.034.

[23]Биоактивированный микроканал PDMS, оцениваемый в качестве датчика для клеток CD4+ человека - концепция метода точки ухода для мониторинга ВИЧДатчики и приводы B: Chemical 2007, 123 (2), 847-855.
https://doi.org/10.1016/j.snb.2006.10.034.

[24]Связывание аполипопротеина E приводит к структурному и композиционному перераспределению липидных наночастиц, содержащих мРНК.ACS Nano 2021, 15 (4), 6709–6722. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c10064.

[25]Развитие нанопакетировки для хранения и транспортировки загруженных липидных наночастиц.Нано Летт. 2023, 23 (14), 6760–6767.
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01271.

[26]Обзор структурной конструкции, направляющей разработку липидных наночастиц для доставки нуклеиновой кислоты.Текущее мнение в Colloid & Interface Science 2023, 66, 101705. https://doi.org/10.1016/j.cocis.2023.101705.

[27]QCM-D Исследования холестерина-ДНК привязки липосом к микропурщикам для терапии.Дж. Фис. Химия. B 2023, 127 (11), 2466–2474.
https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.2c07256.

[28]Термочувствительные липофильные блоковые кополимеры на основе NIPAM в качестве стабилизаторов для кубических наночастиц на основе липидов.Коллоиды и поверхности В: биоинтерфейсы 2022, 220, 112884. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2022.112884.

[Биологический интерфейс / биопленка]

Вы исследуете мир, основанный на липидной структуре?

Биологические мембраны и липидные тела, основанные на липидной структуре, широко используются в различных областях исследований. Например, при проектировании и разработке новых биосенсорных систем, покрытий биоматериалов и систем доставки лекарств эти структуры используются в качестве инертных поверхностей, биологически совместимых поверхностей, имитаторов клеточных мембран или транспортных носителей.

В исследованиях биопленки можно использовать два метода. На воздушно - водном интерфейсе может быть сформирована плавающая структура биомембранной модели, которая позволяет моделировать характеристики и условия клеточной среды.

Другим методом является формирование поддерживающей биопленки или липидной структуры на твердом фундаменте. Поддерживаемый липидный двойной слой - это липидный слой, осажденный на поверхности и состоящий из заранее определенных соотношений липидов, которые могут быть помечены как различные молекулы или встроенные мембранные белки. Эти пленки могут помочь понять биологические процессы и выступать в качестве ключевого фактора при подготовке биологических материалов. Они также могут участвовать в более сложных структурах, таких как конструкция биодатчиков и взаимодействие с различными биологическими или синтетическими молекулами, такими как комбинации, DNA、 Взаимодействие наночастиц, полимеров или других липидных структур.

При проектировании и разработке нанопрепаратов наноструктуры на основе липидов могут служить кровеносными сосудами и целевыми носителями для транспортировки лекарств. Интересующий препарат встраивается в капсульную или пузырьковую структуру, адаптированную к конкретным условиям окружающей среды, усиливая защиту от наркотиков с точки зрения стабилизации и снижения токсичности, продления цикла, контроля скорости высвобождения и улучшения ориентации тканей.

Плавающая биомембранная модель

Большинство биохимических реакций происходит вокруг клеточной мембраны или в двухслойной мембране фосфата внутри клетки. Клеточная мембрана влияет на сворачивание белка и создает специфическую микросреду, которая реагирует. Для понимания и моделирования реальных биологических систем эти взаимодействия должны изучаться в среде, имитирующей природные условия. Мембранный фосфатный монодециллин Лангмюэля оказался хорошей системой биомембранных моделей.

Однослойная фосфатная мембрана Лангмюля похожа на полубиологическую мембрану и может использоваться в качестве модели клеточной мембраны и, как было подтверждено в литературе, является отличной моделью для биологических систем. В свободном плавающем мономолекулярном слое молекулярная диффузия и динамика близки к их роли в реальной системе. В природе большинство биохимических реакций происходит на био - мембранных интерфейсах, где свободно плавающие мембраны модели позволяют молекулам естественным образом распространяться и перемещаться. Для изучения клеточных биомембран анализатор мембран Langmuir может быть объединен с различными датчиками и приборами, кроме весов мембраны Langmuir. Другие исследовательские технологии включают PM - IRRAS, BAM, SPOT, флуоресцентный микроскоп и традиционный микроскоп, что позволяет изучать молекулярные взаимодействия, молекулярное позиционирование, аккумуляцию и формирование микрообластей в мономолекулярном слое.

Моделирование поведения поверхностно - активных веществ легких

Поверхностно - активные вещества легких, покрывающие легкие, играют решающую роль в процессе облегчения дыхания. Во время ингаляции поверхностно - активные вещества снижают поверхностное натяжение тканей примерно в 15 раз, что облегчает расширение легких. При выдохе уменьшение площади поверхности легких делает поверхностно - активные вещества более концентрированными на поверхности. В конце выдоха создается почти нулевое поверхностное натяжение, которое предотвращает коллапс легких.

Дипальмилфосфатилхолин (DPPC) - это фосфат, который присутствует на поверхности легких. Высоко упорядоченная твердофаза DPPC поддерживается на почти нулевом поверхностном натяжении альвеол во время выдоха. Для моделирования фактического поведения поверхностно - активных веществ в легких необходимы измерения при почти нулевом поверхностном натяжении. Исследования показывают, что анализатор ленточного скольжения KSV NIMA Langmuir может использоваться для измерения почти нулевого поверхностного натяжения DPPC.

Прикладной дайджест: Высокое поверхностное давление мономолекулярного слоя с помощью анализатора ленточного скольжения: поверхностно - активные вещества легких при почти нулевом поверхностном натяжении

Структура, поддерживающая липидные структуры

Погрузка Langmuir - blodgett (LB) и Langmuir - Schaefer (LS) является методом приготовления двухслойного фосфата, состоящего из двух различных липидов. В сочетании с методами LB и LS можно также создать липидный двухмолекулярный слой, состоящий из асимметричного фосфата. Например, некоторые биохимические датчики могут быть подготовлены для использования в спектре резонанса поверхностной плазмы, для измерения микробаланса кварцевых кристаллов и для рентгеновского спектра фотоэлектронов. Третий способ состоит в том, чтобы подготовить поддерживающие двойные слои фосфата непосредственно на поверхности в настройках QCM - D путем разрыва и слияния пузырьков.

Поддерживающая биопленка - приготовление и представление

Независимо от того, обрабатываем ли мы поддерживаемые биомембраны, липиды или другие липидные структуры, мы можем использовать QSense QCM - D для описания и проверки соответствующих процессов поглощения и высвобождения на поверхности, что важно для понимания, настройки и оптимизации липидных систем. Например, можно контролировать динамику образования поддерживающих липидов на поверхности и оценивать качество образующихся двойных мембран. Последующие взаимодействия с липидной мембраной, такие как поглощение или связывание мембранно - связывающих молекул или проверка их дефектных частей, также могут контролироваться. В контексте наномедицины могут быть описаны процессы поглощения, передачи и высвобождения наноструктур на основе липидов, а также кровеносные сосуды, которые могут использоваться в качестве мишеней для доставки лекарств.

[Биологический интерфейс / биомолекулярное взаимодействие]

Анализ биомолекулярных взаимодействий

Анализ биомолекулярных взаимодействий находится в центре внимания многих дисциплин, от биохимии и биотехнологии до медицинских наук. Будучи центром фундаментальных и прикладных исследований и разработок, исследования биомолекулярных взаимодействий направлены на то, чтобы перейти от простого приобретения знаний и понимания биологических систем и функций к использованию полученных знаний для разработки лекарств, бионических датчиков и технологий, которые улучшают качество нашей жизни.

Базовое понимание биологических молекулярных взаимодействий

Например, в фундаментальных и прикладных исследованиях целью является базовое понимание механизмов взаимодействия липидов и белков - рецепторов, в которых эти системы изучаются и характеризуются процессами взаимодействия биологических молекул.

QSense QCM-DЭто метод обнаружения и мониторинга биологических молекулярных взаимодействий в реальном времени, таких как динамика соединений и взаимодействий и структурные изменения в молекулярном слое. Этот метод был использован для улучшения понимания механизмов взаимодействия целей и изменений в структуре рецепторов. Он также используется для изучения поведения молекул и причин заболеваний, таких как нарушение сворачивания белков, скопление полипептидов, растущих и тонких волокон, амилоидных структур и т. Д.

Поскольку большинство биохимических реакций в природе происходит на клеточных мембранах, состоящих из двухслойных мембран фосфата или внутри клеток, мембраны влияют на свертывание белков и создают конкретную микросреду, в которой происходит реакция. Для понимания и моделирования реальных биологических систем эти взаимодействия должны изучаться в среде, имитирующей природные условия. Мембранный фосфолипидный монодециллин Лангмюэля оказался превосходной модельной системой для биологических мембран. В исследованиях лекарств проникновение лекарств в клетки через клеточную стенку и реакция препарата на клеточную мембрану являются важными факторами в передаче лекарств. Они могут быть оценены путем изучения взаимодействия препарата с плавающей биомембранной моделью. В пищевой промышленности удаление аллергенных белков очень важно, и более глубокое понимание может быть достигнуто путем изучения молекулярного уровня.

Прикладной дайджест: взаимодействие биологических молекул в клеточных мембранных моделях.

Анализ биомолекулярных взаимодействий в прикладных исследованиях и разработках

Эта новая информация может быть использована после того, как будут созданы знания в области взаимодействия биологических молекул. В прикладных науках, таких как фармакологические исследования, нанотоксикология или конструкция биодатчиков, взаимодействие биомолекул имеет решающее значение, и эти знания могут быть использованы для определения целей новых соединений и обнаружения потенциальных новых лекарств - кандидатов.

В этом контексте QSense QCM - D используется для анализа взаимодействия белков и белков с ДНК, а также для обнаружения взаимодействия антител - антигенов. QCM - D очень чувствителен к изменениям конфигурации трехуровневой структуры после связывания мелких молекул с белками и может использоваться для проектирования, проверки и оптимизации фармацевтических соединений. Например, изучается влияние амилоидных ингибиторов роста, изучается конфигурационное воздействие рецепторов нуклеиновых кислот и фильтруется взаимодействие соединений с клетками и белковыми лекарственными мишенями.

Знание биомолекулярных взаимодействий также может быть использовано для проектирования биодатчиков и систем обнаружения, где биоповедение имитируется и используется, например, для обнаружения и диагностики заболеваний.

Токсичность наночастиц

Наночастицы (NP) теперь используются во многих различных отраслях промышленности, включая косметику, краски и покрытия. Поэтому были проведены углубленные исследования токсичности наночастиц. Благодаря своему огромному соотношению площади поверхности, вдыхаемые наночастицы могут вызывать воспаление легких и нежелательные иммунные реакции в дыхательной системе.

Плёночный анализатор LangmuirЭто хороший инструмент для изучения воздействия наночастиц на липидные мембраны. Изучалось влияние наночастиц 1 Вт% гидроксифосфата на кривую изотермического сжатия природного поверхностно - активного агента легких (Infasurf). После контакта с наночастицами кривая изотермического сжатия слева имеет выраженную временную зависимость, что указывает на ингибирующее действие поверхностно - активных веществ.

ACS Nano 2011, 5 (8), 6410 - 6416. 2011 Американское химическое общество авторские права. (С разрешения)

Для получения дополнительной технической информации QCM - D нажмитеСтраницы продукции ПодробнееДля получения дополнительной информации о технологии LB - пленки нажмитеСтраницы продукции ПодробнееЧтобы узнать или проконсультироваться с нашими техническими инженерами.