Микродвигатель: Ошибка 404. Страница не найдена — Объявления на сайте Авито

Содержание

Микродвигатель, Китай Микродвигатель каталог продукции Сделано в Китае

Цена FOB для Справки: 3,6-4,00 $ / шт.
MOQ: 100 шт.

  • Применение: Автоматическое Оборудование,Аудиооборудование и Видеооборудование,Движущийся Механизм
  • Рабочая скорость: Низкая скорость
  • Источник питания: Двигатель постоянного тока
  • функция: Управления,Вождение
  • Корпус защиты: Закрыто Тип
  • Количество поляков: 2
  • Поставщики с проверенными бизнес-лицензиями

    Поставщики, проверенные инспекционными службами

    Shenzhen Shunchang Motor Co., Ltd.
  • провинция: Guangdong, China

ПХК Микродвигатель WEIGUANG YZF 10

Микродвигатель WEIGUANG YZF 10 - 20

Вентиляторы Weiguang осевые являются более дешевыми аналогами европейской продукции. Возможно, они уступают в шумности при работе, но остальные технологические и эксплуатационные характеристики вполне соответствуют заявленным производителем, что подтверждено соответствующими сертификатами и практическим использованием в России.

Вентилятор YZF 10 - 20  (двигатель обдува) используется в коммерческом холодильном оборудовании и системах вентиляции, практически во всех витринах, холодильных шкафах, горках, регалах, морозильных ларях и бонетах.

Их устанавливают для обдува конденсаторов и испарителей, а так же для вытяжки или притока воздуха в помещениях. Благодаря своему универсальному крепежу их легко применить для любого оборудования, заменяя собой других производителей. 

  • Ток 0.25 А
  • Вес 1.1 кг
  • Выходная мощность электродвигателя 10 Вт
  • Крыльчатка Ø230мм
  • Входная мощность электродвигателя 36 Вт
  • Производительность 650  м3/ч
  • Частота вращения 1300 об/мин
  • Производитель Weiguang
  • Частота 50 Гц

Технические характеристики микродвигателей WEIGUANG (каталог)


Мощность входная, Вт 36
Мощность выходная, Вт 10
Производительность, м3/ч 650
Крыльчатка, мм 230
Вес, кг 1.1
Ток, А 0.25

ПХК , Микродвигатель ELCO VNT 16

Микродвигатель ELCO VNT 16 - 25 Вт (NET4T16PVN001)

Микродвигатели ELCO (КНР) — это малогабаритные и небольшие по мощности моторы, предназначенные для преобразования разных видов энергии (электрической, тепловой или химической) в энергию механическую.

Используются такие двигатели преимущественно при комплектации воздухоохладителей и конденсаторов воздушного охлаждения. Представленные агрегаты отличаются отличным качеством сборки.

  • Ток 0.45 А
  • Вес 1.4 кг
  • Выходная мощность электродвигателя 16 Вт
  • Крыльчатка Ø254 мм
  • Входная мощность электродвигателя 65 Вт
  • Производительность  м3/ч
  • Частота вращения 1300 об/мин
  • Производитель ELCO
  • Артикул производителя NET4T16PVN001

Каталог микродвигателей ELCO

Технические характеристики микродвигателей ELCO

Мощность входная, Вт 65
Мощность выходная, Вт 16
Производительность, м3/ч
Крыльчатка, мм 254
Вес, кг 1.4
Ток, А 0.45

Завод «Микродвигатель» » Информационный сайт города Гусева

Завод «Микродвигатель» во времена СССР.Завод «Микродвигатель», — это когда-то немаленькое предприятие было создано на основе Гусевского ремонтно-механического заводика, работающего в Гусеве с 50-х годов 20-го века. Новое производство здесь начало функционировать в 1961 году и его задачей стало производство различных двигателей для бытовой техники.

Первым директором завода был Степан Степанович Новиков. Предприятие без труда начало наращивать производство и осваивать новые механизмы. Продукция завода поставлялась во многие города СССР и Европы, где существовали соответствующие смежные предприятия. Она была очень разнообразна и постоянно обновлялась.


Работники завода «Микродвигатель».

Рассвет завода связан с директором этого предприятия Н. Г. Нугисом. Он очень известен среди ветеранов «Микродвигателя». При этом человеке завод приобрел привычный нам облик. Судьба Н. Г. Нугиса была, мягко говоря, не простой. Он обладал серьёзным талантом управленца и проявлял его там, куда бросала его судьба — от Гусева до Колымы.

На заводе было немало и других рабочих, которые отличались знанием и трудолюбием. Вот только несколько имён, которые были отмечены трудовыми орденами: В. Жебелев, В. Бабич, С. Валуев.


Работники завода «Микродвигатель».

После перестройки завод начал понемногу сворачивать свое производство. Но здесь это проходило менее болезненно, чем на других советских предприятиях Гусева. Сопротивлялся переменам и старался держать предприятие на плаву В. А. Карелин, который на тот момент был там директором. Надо сказать, что надежда на сохранение производства и в дальнейшем его развитие была не без оснований. Но, к большому сожалению, В. А. Карелин покинул предприятие, и вслед за этим завод «Микродвигатель» окончательно развалился.

Владимир Летягин

3 979 просмотров4 комментария

Курский вуз запатентовал микродвигатель для наноспутников, увеличивающий срок их службы - Наука

КУРСК, 4 июля. /ТАСС/. Юго-западный госуниверситет из Курска запатентовал микродвигатель для наноспутников, который значительно увеличит срок пребывания малых аппаратов на орбите и позволит выводить в космос большие группировки наноспутников. Об этом ТАСС сообщил ректор вуза Сергей Емельянов.

Вывод десятков дешевых спутников с корректируемой орбитой поможет решать задачи позиционирования GPS и ГЛОНАСС, прогнозирования погодных явлений и т.д. "Была поставлена задача создать нанодвигатели, которые позволяли бы время от времени поднимать орбиту малых спутников, основываясь на гравитационных волнах, - сказал Емельянов, - Мы этот патент показывали в РКК "Энергия" и "Роскосмосе", интерес проявлен, мы вошли в программу "МКС-эксперимент", нам обещали финансовую поддержку".

По словам Емельянова, необходимость создания двигателей для наноспутников возникла сразу после первых запусков малых аппаратов ЮЗГУ (например - российско-перуанский спутник "Часки-1"), которые не обладали возможностью корректировать орбиту и сгорали в атмосфере спустя 6-9 месяцев работы. Наноспутник с миниатюрным двигателем, работающем на солнечной энергии, позволит аппаратам находиться на орбите годами.

Выведение на орбиту целых группировок дешевых наноспутников может значительно повысить точность систем позиционирования ГЛОНАСС и GPS, уверен Емельянов. "Если мы создадим порядка 50 спутников позиционирования - получим 1-2 сантиметра отклонения (в координатах)", - сказал ректор, отметив, что сейчас отклонение может достигать 1,5 метров, что неприемлемо, к примеру, при работе беспилотных автомобилей. Также с помощью малых спутников можно прогнозировать погодные явления и решать другие задачи.

Отработать принцип действия нанодвигателей ЮЗГУ планирует к 2018 году. Еще раньше начнутся эксперименты по взаимодействию групп наноспутников, для этого в ближайший год на орбиту могут быть выведены несколько аппаратов. Первый запуск намечен на сентябрь, это будет российско- эквадорский научный спутник.

Микродвигатели. Виды и устройство. Подключения и особенности

Электродвигатели с небольшой мощностью применяют в аппаратах и механизмах бытового назначения. В доме можно найти несколько микродвигателей: в магнитофонах, пылесосах, холодильниках, измерительной технике. Микродвигатели применяются в системах регулирования автоматического типа, авиации.

В технике бытового применения двигатели используют в пылесосах, бормашинах, швейных машинах, вентиляторах. Например, в конструкции видеокамеры имеется 6 микродвигателей. Сегодня необходимость в микродвигателях велика, появились специальные фирмы, производящие и разрабатывающие их.

Виды микродвигателей

Микродвигатели (МД) постоянного тока применяются для преобразования электрического тока в механическое вращение, называются исполнительными микродвигателями.

Виды микродвигателей разделяются на моторы с обычным, дисковым, полым и беспазовым якорем.

Микродвигатели с обычным якорем

В конструкции магнитный поток образуется возбуждающей обмоткой, находящейся на полюсах, либо постоянными магнитами. В первом варианте систему магнитов создают шихтованной, корпус и полюсы производят одним пакетом из листов, штампованных из профиля. Это требуется, так как микродвигатели эксплуатируются в переходных режимах.

При втором варианте на корпусе статора размещают мощный постоянный магнит формы цилиндра, либо несколько магнитов, сделанных в виде сердечников полюсов, скоб. В исполнительных моторах систему магнитов создают ненасыщенной, чтобы якорь не влиял на поток и на скорость вращения. Катушку якоря наматывают в пазах якоря и соединяют с ламелями коллектора по такому же принципу, как в обычном исполнении моторов постоянного тока.

Схема с полым якорем

Магнитный поток образуется от обмотки возбуждения или от постоянных магнитов. Якорь сделан в виде стакана, находящегося между полюсами и стоящим на месте сердечником из ферромагнитного материала. Его насаживают на втулку подшипникового щита. Внутри якоря вместо сердечника можно установить неподвижные постоянные магниты формы цилиндра. Катушку якоря наматывают на каркас, пропитывают эпоксидкой, концы катушки припаивают к пластинам. После застывания эпоксидки коллектор и якорь образуют монолит.

Инерционный момент полого якоря небольшой, повышается скорость двигателя. Из-за того, что нет насыщения зубцов, повышается индукция микродвигателя в воздушном пространстве микродвигателя, а, следовательно, и его момент вращения и магнитный поток в сравнении с микродвигателями с обычным якорем. Это также увеличивает быстродействие мотора.

Отрицательным явлением микродвигателей с полым якорем стала необходимость серьезного повышения МДС возбуждающей обмотки, потому что воздушный зазор намного больше, чем в моторах обычного вида. Это ведет к повышению веса, габаритов машины и снижения мощности в катушке возбуждения, но КПД этих микродвигателей из-за того, что нет потерь в стали, равен такому же значению, как в конструкции якоря обычного вида.

Микродвигатели с печатной обмоткой

Они имеют конструкцию диска и цилиндра. Дисковый имеет плоскую катушку якоря. Возбуждение создается магнитами с наконечниками из полюсов.

Этот тип микродвигателей оснащен плоской печатной катушкой якоря, которая нанесена на тонкий диск из текстолита или керамики. Возбуждение происходит постоянными магнитами с наконечниками в виде полюсов, сделанных как сегменты колец. Магнитный поток идет в направлении по двум воздушным зазорам и дискового якоря с печатной катушкой, замыкается на 2-х кольцах. Кольца сделаны из магнитномягкой стали, выполняют роль боковой поддержки. Магниты электрические или постоянные располагаются с одной или с двух сторон диска.

Печать катушки наносят на диск якоря химическим методом. Проводники расположены с двух сторон радиально, соединяются гальванически по сквозным отверстиям. Воздух является изоляцией проводников. Нанесение печати, соединения производится на станках, процесс механизирован.

Все секции обмотки имеют в составе два проводника. Они находятся на разных сторонах диска. Количество активных проводников мало, ограничивается габаритами диска, для повышения напряжения используют обычную намотку волнового вида. Для снижения расстояния лобовых соединений, микродвигатели изготавливают с несколькими полюсами.

Иногда используют наконечники – полюсы. Они выходят за наружные соединения, становятся их частью. Для увеличения срока работы в конструкциях печатной катушки ставят коллектор. К нему подключают концы секций. В микродвигателях для быстродействия тормоза, от сигнала управления, диск изготавливают из алюминия, вместо изоляционного материала. Во время вращения диска образуются вихревые токи. Они образуют тормозной момент, зависящий от оборотов двигателя. Замедление сильно снижает число оборотов микродвигателя.

Достоинства с применением печатных катушек якоря:
  • Слабый инерционный момент якоря, позволяет обеспечить быстродействие.
  • Лучшая коммутация вследствие небольшой индуктивности, увеличивается срок эксплуатации щеток, увеличивается способность к перегрузкам микродвигателя.
  • Хорошее охлаждение катушки печати, дает возможность увеличить плотность тока в проводах катушки якоря, снизить вес и габариты микродвигателей.
  • Малое влияние якоря, нет ферромагнитных частей, поток по воздуху замыкается.
Отрицательные стороны в сравнении с обычными:
  • Значительная движущая сила возбуждения, зазор увеличен.
  • Большие потери из-за увеличенной плотности тока катушки якоря, при возбуждении магнитными силами, из-за износа проводов печатной катушки.

Цилиндрический якорь также находит свое использование в микродвигателях. Их конструкция похожа на моторы с полым якорем, отличие в методе намотки катушки якоря. На двух сторонах полого якоря способом электромеханического воздействия создают печатную катушку, концы подключают к коллектору. Микродвигатели с печатным якорем в виде цилиндра и с полым якорем имеют похожие свойства.

Микродвигатели асинхронного типа с одной фазой широко распространены. Они изготовлены с учетом требований многих приводов аппаратов и приборов, отличаются малой ценой и шумностью, надежны, не требуют техобслуживания, подвижные контакты отсутствуют.

Подключение

Микродвигатель асинхронного типа имеет различные типы конструкций по числу обмоток: с 1-й, 2-мя, 3-мя обмотками. С одной катушкой в моторе отсутствует момент запуска, надо применять специальный пусковой мотор. В моторе с двумя катушками одна из них главная, соединяется к сети питания.

Для образования запуска нужен ток, который сдвинут по фазе от главной катушки. С этой целью к вспомогательной катушке последовательно подсоединяют сопротивление. Оно может быть разного вида.

В схему питания дополнительной катушки подключают конденсатор. Получают угол между фазами 90 градусов. Конденсатор называют рабочим, так как он всегда подключен. При пуске нужно создать увеличенный момент, параллельно емкости Св во время пуска включают емкость пуска Са. Когда двигатель наберет обороты, пусковая емкость отключится от реле.

Для реверсивного направления вала в цепь дополнительной катушки подключают катушку индуктивности, ток пойдет впереди по фазе тока дополнительной катушки. Больше применяют метод сдвига фаз между главной и дополнительной катушками, дополнительную катушку закорачивают.

Основная катушка связана магнитной силой с дополнительной. При включении основной обмотки в другой катушке образуется движущая сила и ток, сдвинутый от основной обмотки. Вал мотора вращается в сторону от основной катушки к дополнительной.

Двигатель асинхронного типа на трех фазах и с 3-мя обмотками применяют в однофазной сети.

Для образования нужного момента пуска по последовательной схеме с конденсатором включают сопротивление, размер его зависит от размера катушек мотора.

Обмотки

В 1-фазных моторах обмотки имеют разные параметры, в отличие от моторов с тремя обмотками с одинаковыми свойствами.

Для катушек, расположенных симметрично, число пазов на один полюс определяют по формуле:

q = N / 2pm, где N — число пазов; m — число обмоток; р — число полюсов. В катушках несимметричного расположения число пазов значительно меняется, обе катушки различны по числу витков.

Конструкция

На рисунке двигатель с 2-мя сосредоточенными обмотками, по полюсам. Каждая катушка состоит из двух катушек по полюсам. Их надевают на сердечник и устанавливают в ярмо формы квадрата. Обмотки крепятся выступами.

График индукции поля потока в зазоре схож с синусоидой. Кривая похожа на прямоугольник, если нет выступов. Элемент, сдвигающий фазы, для такого мотора – конденсатор или резистор. Целесообразно подключить вспомогательную катушку, тогда двигатель преобразовывается в асинхронный тип с расщепленными полюсами.

Микродвигатели с расщепленными полюсами применяют из-за малой цены, хорошей надежности, простоты. На статоре есть две обмотки. Основная обмотка подключена сразу в сеть питания. Дополнительная обмотка соединена накоротко, имеет 1-3 витка на один полюс.

Она объединяет часть полюса, это дало название двигателю. Дополнительная обмотка сделана из медной жилы, она делается по соответствующей форме. Выводы катушки сваривают. Ротор мотора изготовлен короткозамкнутым, на концах закреплены охлаждающие ребра, они отводят тепло от катушек статора.

Варианты конструкции моторов изображены на схеме. Основная катушка расположена симметрично от ротора. Двигатель рассеивает магнитный поток в наружной магнитной цепи, КПД менее 15%, моторы изготавливают небольшой мощности до 10 Вт.

Мотор с симметричными обмотками в изготовлении требует сложного технологического процесса. Он состоит из составного статора, полюса, ротора, шунта магнитного. Полюсы мотора объединены ярмом, катушки находятся внутри системы, магнитные потоки меньше, чем у электродвигателя вышеописанной конструкции.

Для изменения числа оборотов двигателя применяют полюсы перекрестные. Переключение пар производится просто, чтобы их изменить необходимо катушки соединить встречной схемой. В моторах с полюсами расщепленного типа применяется регулирование числа оборотов, которое заключается в переключении с последовательной схемы на параллельную.

Похожие темы:

какие проекты ученики академических классов представили на конференции «Наука для жизни» / Новости города / Сайт Москвы

Но рельеф на спутнике нашей планеты своеобразный, поэтому колеса не гарантируют безопасное передвижение по лунной поверхности. Например, один из советских луноходов в свое время попал в кратер и не смог выехать из него. Поэтому ребята придумали концепцию лунохода, который будет иметь возможность совершить прыжок с помощью пружинного механизма. Преимущества такого аппарата в том, что количество прыжков не ограничено, как это было бы при использовании ракетного топлива», — рассказал один из научных руководителей проекта Юрий Одноволик.

В этом учебном году 10-классники пытались решить вопрос, как стабилизировать новый луноход в условиях низкой гравитации на Луне, проводили многочисленные эксперименты и пришли к выводу, что его стабилизация в прыжке возможна только с помощью трех небольших гироскопов — приборов для поддержания равновесия.

Работу над проектом юные изобретатели продолжат и дальше. Сейчас школьники трудятся над созданием специальной компьютерной программы, которая позволит управлять положением лунохода во время прыжка.

Ученица 10-го класса школы № 1580 Дарья Круть решила создать микромотор — миниатюрный электростатический коронно-разрядный двигатель, который сможет заменить нынешние электромагнитные, будет проще и дешевле в сборке.

«В середине прошлого века появилась тенденция к миниатюризации технологий. Поэтому в ближайшем будущем именно такие микромоторчики будут использоваться в передовых образцах техники. Они смогут эффективно работать в замкнутых объемах, при нестандартных и нестабильных давлении и температурах. В отличие от нынешних двигателей его будет проще собрать, а работоспособность будет гораздо выше», — поделилась задумкой Дарья Круть.

Под руководством учителей физики она спроектировала и собрала опытную модель микродвигателя, провела экспериментальные исследования. В дальнейшем Дарья продолжит свою работу. Ей предстоит собрать миниатюрный двигатель, готовый конкурировать с электромагнитными.

Оба этих проекта были представлены на городской научно-практической конференции «Наука для жизни», которая проходила 4 и 5 апреля в Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова. В ней приняли участие ученики академических классов столичных школ, которые представляли свои изобретения и результаты исследований в различных областях современной науки, подготовленные под руководством учителей и сотрудников НИИ и вузов.

Главная задача конференции — привить школьникам интерес к научному познанию мира, а также сформировать у них навыки проектной и исследовательской деятельности.

На данный момент академические (научно-технологические) классы открыты в 13 московских школах.

Стоматологические установки с электрическим микромотором

Как это работает

Стоматологическая установка с электрическим микромотором может полировать или резать. Наконечник приводится в действие электродвигателем в ручке. Полировальная чашка, или бор, может варьироваться от 0 до 30 000 об / мин и двигаться вперед или наоборот. Он обеспечивает очень высокий крутящий момент. Наконечник может принимать Профильный угол с полировальными чашками или угловой наконечник с различными насадки, в том числе боры RA и полировальные чашки.Всего несколько единиц иметь водяное охлаждение.

Боры

Long HP также могут использоваться в носовом обтекателе. (когда снят защитный угол). Они есть используется в основном для стрижки мелких травоядных щечные зубы.

Преимущества

  • Относительно недорогой по сравнению с пневмоприводом.
  • Обычно маленький, компактный и мобильный.

Недостатки

  • Очень медленный с точки зрения стоматологии, следовательно, крайне ограниченная эффективность.
  • Зубья задиры "сходят" во время резания из-за низкой скорости.
  • Наконечники вибрируют и нагреваются через несколько минут.
  • Крутящий момент высокий. Это преимущество при полировке, но серьезный недостаток для сверления тканей, который невозможно удалить (например, кости).

Комплект микромотора Foredom K.1070 | Contenti

Для высокоскоростных операций до 38 000 об / мин, включая легкое удаление заусенцев с литых деталей, резку в ювелирных изделиях и обработку мелких деталей по дереву.В комплект входит блок управления, наконечник с цангой 2,35 мм (3/32 дюйма), ножной блок управления с регулируемой скоростью, подставка для наконечника, запасная пара щеток двигателя, запасной предохранитель и ключи для смены цанги. На задней стороне блока управления есть удобный переключатель напряжения для работы с напряжением 115 или 230 В. Этот комплект уже настроен на использование 110-115 В. Устройство управления преобразует переменный ток в постоянный ток, необходимый для наконечника. По сравнению с машинами с гибким валом, микродвигатели имеют меньший крутящий момент, однако их более высокий Скорость обеспечивает сопоставимую скорость съема материала при более легком прикосновении.Простое соединение шнура между двигателем наконечника и блоком управления является еще одним ключевым преимуществом. В отличие от «перетаскивания» и общего ограничения движения, которые имеют вал и оболочка, микромоторы предлагают гораздо большую свободу движения. Комплект микромотора K.1070 включает в себя все следующее:

  • Блок управления HP4-917
  • Наконечник H.MH-170 с установленной цангой 2,35 мм (3/32 дюйма)
  • HP4-960 Ножная педаль с регулируемой скоростью
  • Держатель для наконечника HP4-933
  • Запасная пара щеток мотора, запасной предохранитель, ключи для смены цанги

Блок управления HP4-917 компактный с переключателями на передней панели для включения / выключения питания, прямого или обратного вращения, а также ручного или ножного управления скоростью.Скорость можно регулировать от низкой до полной, используя диск на коробке или ножную педаль. Также имеется индикатор защиты от перегрузки, который становится красным и издает звуковой сигнал, когда двигатель останавливается. Это тот же блок управления, который входит в комплекты микромотора K.1020, K.1080 и K.1090.

Высокоскоростной поворотный наконечник

H.MH-170 имеет тонкую контурную рукоятку для точной и очень высокоскоростной работы, а также быстросъемный поворотный патрон. Он оснащен щеточным двигателем непрерывного действия с вентиляторным охлаждением, который работает без холода и без вибрации, благодаря постоянно смазываемым экранированным шарикоподшипникам, не требующим смазки.H.MH-170 поставляется с уже установленной цангой 2,35 мм (3/32 дюйма). Цанги других размеров доступны отдельно. Цанги легко установить и заменить с помощью прилагаемого ключа для смены цанги. Смена бора выполняется быстро и легко, просто повернув передней части наконечника. В комплект поставки наконечника также входит подставка, когда наконечник не используется. Технические характеристики наконечника: общая длина 6,2 дюйма, диаметр ручки 5/8 дюйма, диаметр двигателя 1 дюйм, 7,3 унции / 208 гр., DC30V /1.2А. Маркировка CE.

Микромоторы - обзор | Темы ScienceDirect

10.2.3 Самодействующие активные коллоиды

SDAC - это коллоиды, способные собирать химическую энергию из топлива, присутствующего в окружающей среде, преобразовывая это топливо в кинетическую энергию. Самый известный пример - каталитические нано / микродвигатели. Эти коллоиды имитируют движущиеся микроорганизмы или подвижные белки в природе, и они очень привлекательны, поскольку могут автономно выполнять множество задач в нано- или микрометровом масштабе. Например, они могут доставлять лекарства, ДНК или другие грузы, 36–38 собирать загрязнители, 43 стать интеллектуальными датчиками, 40–42 и т. Д.Есть много обзорных статей, посвященных SDAC. 25,45,101 В соответствии с их двигательными механизмами, SDAC можно разделить на самоэлектрофоретические, самодиффузиофоретические и SDAC с отдачей пузырьков.

Самоэлектрофорез чаще всего происходит в биметаллических коллоидах, в которых один металл действует как катод, а другой как анод в химической реакции. 17,102 Биметаллические коллоиды создают собственное локальное электрическое поле, которое перемещает частицы. Одним из примеров является золотоплатиновый наностержень 17,26 , в котором в качестве топлива используется H 2 O 2 , как показано на рис.10.7А. В этом случае распад H 2 O 2 можно разделить на две реакции. Первое - это окисление H 2 O 2, , происходящее на Pt-аноде, а второе - восстановление H 2 O 2 , происходящее на Au-катоде. Подробная реакция:

Рис. 10.7. Различные типы систем SDAC. (A) Пруток Au-Pt, который приводится в движение самоэлектрофорезом в растворе H 2 O 2 . Зеленая стрелка указывает направление движения стержня.(B) Биметаллические микрошарики Janus SiO 2 , покрытые Pt и Au. Приводится в движение за счет самоэлектрофореза, и скорость пропорциональна A 3/2 , где A - это открытая площадь Au. (C) Каталитические насосы, работающие от самоэлектрофореза. (D) Частица Януса, движимая самоэлектрофорезом. 19 Сама частица сделана из диэлектрического материала, такого как полистирол или SiO 2 . Затем на половину сферы будет нанесен слой Pt.Направление движения частицы Януса указано зеленой стрелкой. (E) Ракушечные микропловцы со слоями Pt, покрытыми изнутри, и слоями золота, защищающими снаружи. Образующийся O 2 будет накапливаться в структуре раковины и образовывать пузырьки, которые приводят в движение подобный раковине микроплавец. (F) Двухслойные высокоскоростные микророзетки, изготовленные из полианилина (снаружи) и Pt (внутри) слоя.

Панель (A) перепечатана с разрешения Paxton, W. F .; Baker, P.T .; Kline, T. R .; Ван, Ю.; Mallouk, T. E .; Сен, А. J Am Chem Soc 2006, 128 (46), 14881–14888. Авторское право 2006 г., Американское химическое общество. Панель (B) перепечатана из Gibbs, J. G .; Fragnito, N.A .; Zhao, Y. P. Appl Phys Lett 2010, 97 (25), 253107 с разрешения AIP Publishing. Панель (C) перепечатана из Wang, W .; Duan, W. T .; Ахмед, S .; Mallouk, T. E .; Сен, А. Nano Today 2013, 8 (5), 531–554. Авторское право 2013, с разрешения Elsevier.Панель (E) перепечатана с разрешения Huang, W.J .; Manjare, M .; Чжао, Ю. П. J Phys Chem C 2013, 117 (41), 21590–21596. Авторское право, 2013 г., Американское химическое общество. Панель (F) перепечатана с разрешения Gao, W .; Sattayasamitsathit, S .; Orozco, J .; Ван, Дж. J Am Chem Soc 2011, 133 (31), 11862–11864. Авторское право © Американское химическое общество, 2011 г.

(10,14) Pt: h3O2 → O2 + 2H ++ 2e − Au: h3O2 + 2H ++ 2e− → 2h3O.

Эта химическая реакция перемещает протоны от конца Pt к концу Au, где они рекомбинируют с электронами.Поток протонов в растворе толкает наностержень в обратном направлении, то есть в сторону Pt-конца. Масштабный анализ для биметаллических наностержней дает выражение для их скорости U → p как,

(10,15) U → p∝ζFhλDηD + j →

, где ζ - заряд поверхности, F - постоянная Фарадея, h - длина золотоплатинового стержня, λ D - толщина Дебая, η - вязкость, D + - коэффициент диффузии протонов, а j - реакция поток. 103 Типичная скорость стержня длиной 2–3 мкм в водных растворах с низкой ионной силой составляет ~ 6–10 мкм с - 1 . Скорость уменьшается по мере увеличения проводимости раствора из-за уменьшения λ D . 26 Другой пример самоэлектрофоретических коллоидов - это биметаллические микрошарики из диоксида кремния Janus, покрытые различным количеством Au и Pt, показанные на рис. 10.7B. 104 Было обнаружено, что средняя скорость микрогранул U → p следует масштабному соотношению U → p∝A3 / 2, где A - открытая область, покрытая Au.Изменяя конструкцию биметаллических структур, можно также создавать микронасосы, как показано на рис. 10.7C. 105 Вместо свободно движущихся наностержней, если создается неподвижная структура с аналогичным биметаллическим узором, электрическое поле, генерируемое в результате каталитической реакции, заставит протоны перемещаться к катоду (Ag), создавая, таким образом, непрерывный поток жидкости из Ag. в Au.

Для SDAC, сделанных из структур проводник-изолятор, таких как SiO, покрытый платиной 2 микросферы Janus 19 , показанные на рис.10.7D, самодиффузиофорез, скорее всего, отвечает за их автономное движение. 106 В этой системе продукты реакции, такие как O 2 , накопленные на участке Pt, начинают диффундировать от поверхности, таким образом отталкивая частицу. Поскольку частица постоянно генерирует высокий градиент концентрации O 2 , она постоянно отталкивается от центра Pt. Отметим, что такой механизм отличается от механизма самоэлектрофореза. Скорость микросфер можно оценить как 19

(10.16) UP ~ kBTl2kηD,

, где k B - постоянная Больцмана, T - температура, l - диапазон зоны взаимодействия частицы с раствором, k - скорость реакции. , а D - диаметр частицы. Типичная скорость движения частицы Януса диаметром ~ 2 мкм, полученная за счет самодиффузиофореза при низкой концентрации H 2 O 2 (<10%), составляет ~ 2–3 мкм с - 1 . 19

Пузырьковый механизм можно рассматривать как подмножество механизма самодиффузиофореза. 107 Когда накопленные газы, образовавшиеся в результате реакции, превышают определенную критическую концентрацию, они могут образовывать крошечные пузырьки газа, «выброшенные» с поверхности катализатора. Отрыв таких пузырьков толкает частицы за счет силы отдачи. Обратите внимание, что в этом случае Re не мало. 27 Наиболее широко сообщаемые примеры движущихся пузырьками частиц - это микротрубчатые двигатели, продемонстрированные группой Шмидта. 28 Микро- или нанотрубки, приводимые в действие этим механизмом, могут достигать очень высокой скорости 22,34 и работать независимо от ионного состава среды. 28,108–110 Оболочечные каталитические пловцы, показанные на рис. 10.7E, как еще один пример коллоидов, движущихся пузырьками. Пловец-оболочка изготовлен путем последовательного многослойного осаждения Pt, Ag и Au на шарики SiO 2 . HF используется в конце для удаления жертвенных шариков SiO 2 . Каталитический слой Pt расположен на внутренней стенке корпуса пловца.H 2 O 2 будет разлагаться вблизи поверхности Pt, и образовавшийся кислород будет накапливаться внутри оболочки из пузыря. Снаряд может двигаться вперед, когда пузырек лопается. Скорость движения такого коллоида зависит от скорости образования пузырьков. Самая быстрая зарегистрированная скорость пловца-ракушечника составляет ~ 1400 мкм с - 1 , или 180 частиц длины тела в секунду. Высокоскоростной каталитический пловец в форме трубы или конуса, разработанный группой Ванга, показан на рис. 10.7F. Приводимый в движение пузырьками кислорода в растворе H 2 O 2 , он может двигаться со скоростью до 350 тел в секунду.Если размер пловца составляет 5–10 мкм, то его скорость плавания составляет около 1750–3500 мкм с –1 , что на два или три порядка больше, чем типичные скорости, наблюдаемые для коллоидов, не приводимых в движение пузырями.

По сравнению с полевыми коллоидами, SDAC имеют преимущество прямого преобразования химической энергии окружающей среды в кинетическую энергию, имитирующую поведение естественных микроорганизмов. Таким образом, они являются важными строительными блоками для многофункциональных микромашин. Например, функционализировав поверхности микропробирок ss-ДНК, 111 аптамеров, 112 антител, 113 и рецепторов лектина, 114 Группа Ванга продемонстрировала способность использовать SDAC для селективного захвата, транспорта и выделения различные биомишени, включая нуклеиновые кислоты, раковые клетки, белки и бактерии.Донг и др. . непосредственно собирал наночастицы Au, Pt и Fe 3 O 4 наночастиц диаметром 6, 3 и 10 нм соответственно на тонких нанометровых ламелях, таких как полимерные монокристаллы, в наночастицы на основе наночастиц. наномоторная система. 115 Каждая из наночастиц обеспечивает различные функциональные возможности: наночастицы Au выбираются из-за их настраиваемого поглощения поверхностного плазмонного резонанса и их способности делать наномотор четко видимым в оптическом микроскопе; Fe 3 O 4 магнитные наночастицы используются для возможности управления направленностью системы, когда она подвергается воздействию поля B ; Наночастицы Pt используются в качестве катализатора разложения топлива H 2 O 2 , обеспечивая движение.Такой многофункциональный наномотор может обеспечивать автономное перемещение, дистанционное управление и транспортировку грузов. Хотя активный катализатор занимает лишь небольшую часть общей массы, эти двигатели способны эффективно двигаться в присутствии H 2 O 2 со скоростью 30 мкм / с - 1 . 115 Для биомедицинских приложений многие двигатели предназначены для движения в биологических жидкостях или содержат биологические ферментные катализаторы. 116 Например, Шмидт и др. . заменяет Pt каталазой, которая представляет собой биофермент, содержащийся в клетках. Фермент каталаза эффективно разлагает H 2 O 2 на H 2 O и O 2 . 117 Двигатель изготовлен путем ковалентного присоединения каталазы к слою Au микротрубки Ti / Au, и он способен двигаться даже при низких концентрациях H 2 O 2 (1,5%). Feringa et al., . сообщает о синтезе двигателей на основе многослойных углеродных нанотрубок, которые используют глюкозу в качестве топлива. 118 В этом случае движение вызвано образованием in situ H 2 O 2 через окисление глюкозы до глюколактона. H 2 O 2 далее разлагается через ферментативный цикл глюкозооксидазы. В результате H 2 O 2 немедленно потребляется каталазой для образования пузырьков O 2 , которые приводят в движение двигатели, достигая максимальной скорости 800 мкм / с - 1 .

Мощный микромотор Badeco MX-1 с наконечником

Выберите наконечник для комплектации:
  • 134.742 С Quick Change 450 HP: Превосходный наконечник для быстрой смены с цанговым патроном 3/32 дюйма * Badeco 450 легкий, но прочный, идеально ложится в руку, обеспечивая непрерывную работу без напряжения. Чтобы открыть быстро заменяемую цангу, все это Для быстрой смены инструмента без использования рычага или гаечного ключа требуется простой поворот наконечника на 1/4 оборота. 1/4 оборота для закрытия цанги обеспечивает очень надежный захват, который надежно закрывает бор или сверло. б / у.
  • 134.742-388 со сменной цангой 388 HP: Сменная цанга 388 Наконечник со стандартной цангой 3/32 дюйма. Дополнительные диаметры цанги: 0,55 мм, 0,80 мм, 1,05 мм, 1,55 мм, 2,05 мм, 2,35 мм, 2,55 мм, 3,05 мм , 3,2 мм (1/8 дюйма).
  • 134.742-380 С регулируемым патроном 380 л.с.: Другие варианты наконечников включают регулируемый патрон Badeco 380 (максимальное раскрытие от 0,05 до 4,5 мм), быстросменный наконечник
  • 134.742-318 С комбинированным молотком 318 л.с.: Самый продаваемый профессиональный молотковый камнерезный наконечник, молотковый наконечник 318 Combi.В 318 Combi используются те же насадки, с 19 различными насадками на выбор, которые используются в молотковом наконечнике с гибким стержнем серии Badeco 222, и они производят удары от среднего до жесткого. Мощный регулируемый ход. Комбинация одиночного хода или стандартного режима непрерывного хода выбирается переключателем на блоке управления.
  • 134.742-4LC100 С полировкой 4LC100 HP: Наконечник с микрофильтром Badeco 4LC100 для полировки мельчайших деталей в труднодоступных местах. В отличие от молоткового наконечника, который имеет сильный удар, подобный молотку, действие этого наконечника определяется расстоянием вперед и назад, которое регулируется по скорости.Используйте с керамическими полировальными инструментами или миниатюрными напильниками. Вращение головки инструмента на 360 градусов означает, что инструменты могут находиться в жидкостном контакте с полируемым или опиливаемым предметом.

Мощный микромотор Badeco MX-1 - выдающееся произведение швейцарской инженерии. Примерно за половину стоимости предыдущих моделей теперь вы можете наслаждаться невероятной точностью настоящего микромотора швейцарского производства Badeco. Невероятная мощность и крутящий момент, заключенные в прецизионном инструменте!

Badeco MX-1 Strong Swiss Made Dual Voltage 115 / 230V Микромотор был разработан для использования в ювелирной и часовой промышленности Швейцарии, мирового производителя ювелирных изделий и часов супер-премиум класса.Что отличает этот микромотор от всех остальных, так это качество, точность и надежность блока питания, двигателя и, конечно же, наконечника, самой важной части микромотора.

Badeco оснащен высокоточным мотором наконечника с микромотором из углеродного волокна RS2000, который крепится к блоку управления. Этот мощный двигатель, разработанный для обеспечения надежности и эффективности, развивает скорость от 2 000 до 20 000 об / мин с крутящим моментом на 50% больше, чем у других типов микромоторов. Высокий крутящий момент достигается на всех скоростях, так как высокий крутящий момент на низких скоростях является требованием для точной установки камня для сверления и формовки посадочных мест в твердых металлах, таких как платина и сплавы белого золота высокого качества.

Блок управления Badeco MX-1 разработан для обеспечения чрезвычайно точного и устойчивого управления скоростью микромотора и наконечника. Его можно использовать как в ручном режиме, так и в режиме ножного управления с дополнительной ножной педалью, и он может работать как в прямом, так и в обратном направлении.

Включает педаль Badeco PC200 без дополнительной оплаты. Этот ножной блок управления позволяет вам установить скорость на вашем блоке управления, и когда вы нажимаете педаль, переходите на эту установленную скорость. Это не педаль с регулируемой скоростью.Дополнительный ножной блок управления с регулируемой скоростью PC800 доступен отдельно. Стоимость PC200 не меняется.


* Цанга на Badeco 450 чрезвычайно точна и предназначена для использования с борами одинакового размера с хвостовиком от Busch, Brasseler (марки Fox Germany, Panther или Komet) и Dentsply Maillefer (Otto Frei Швейцарский бренд). Боры из быстрорежущей стали американского производства не дадут хороших результатов в насадке Badeco 450, поскольку их хвостовики не всегда одинаково точны по размеру.


Микромоторы Badeco MX-1 Strong имеют заводскую гарантию на детали и работу в течение 2 лет с даты покупки. Все услуги выполняются на заводе в Женеве, Швейцария. Адрес:
8 rue de la Coulouvreniere - CH - 1204 Geneve. Для получения дополнительной информации о ремонте, пожалуйста, обратитесь к заводскому гарантийному талону, прилагаемому к вашей покупке, или отправьте электронное письмо на завод по адресу [email protected] или посетите заводской веб-сайт по адресу www.badeco.com.

Микромоторы, доставляющие лекарства, лечат первую бактериальную инфекцию в желудке

Нанотехники из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали первые микромоторы, доставляющие лекарства, для лечения бактериальной инфекции. Предоставлено: Лаборатория нанобиоэлектроники в Калифорнийском университете в Сан-Диего,

.

Наноинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего впервые продемонстрировали использование микромоторов для лечения бактериальной инфекции желудка. Эти крошечные носители, каждый размером примерно с половину ширины человеческого волоса, быстро плавают по желудку, нейтрализуя желудочную кислоту, а затем высвобождают свой груз антибиотиков с желаемым pH.Исследователи опубликовали свои выводы 16 августа в журнале « Nature Communications ».

По словам исследователей, этот подход к доставке с использованием микромотора является многообещающим новым методом лечения заболеваний желудка и желудочно-кишечного тракта с помощью кислоточувствительных препаратов. Эти усилия являются результатом сотрудничества исследовательских групп профессоров наноинженерии Джозефа Ванга и Лянфанга Чжана из инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс. Ван и Чжан первыми начали исследовать работу микромоторов in vivo и , и это исследование представляет собой первый пример микромоторов, доставляющих лекарства, для лечения бактериальной инфекции.

Желудочная кислота может быть разрушительной для пероральных лекарств, таких как антибиотики и фармацевтические препараты на белковой основе. Лекарства, применяемые для лечения бактериальных инфекций, язв и других заболеваний желудка, обычно принимают с дополнительными веществами, называемыми ингибиторами протонной помпы, для подавления выработки кислоты в желудке. Но при более длительном приеме или в высоких дозах ингибиторы протонной помпы могут вызывать побочные эффекты, включая головные боли, диарею и усталость. В более серьезных случаях они могут вызвать беспокойство или депрессию.

Микромоторы имеют встроенный механизм для нейтрализации желудочного сока и эффективной доставки лекарственных препаратов в желудок - без использования ингибиторов протонной помпы.

«Это одноэтапное лечение с помощью этих микромоторов, сочетающее нейтрализацию кислоты с терапевтическим действием», - сказала Берта Эстебан-Фернандес де Авила, научный сотрудник исследовательской группы Ванга в Калифорнийском университете в Сан-Диего и соавтор статьи.

Каждый микромотор состоит из сферического магниевого сердечника, покрытого защитным слоем диоксида титана, за которым следует слой антибиотика кларитромицина, и внешнего слоя положительно заряженного полимера, называемого хитозаном, который позволяет моторам прилипать к стенке желудка.

Это связывание также усиливается за счет движения микромоторов, которое питается собственной кислотой желудка. Магниевые ядра вступают в реакцию с желудочной кислотой, образуя поток микропузырьков водорода, которые приводят в движение моторы внутри желудка. Эта реакция также временно снижает количество кислоты в желудке, повышая уровень pH настолько, чтобы позволить микродвигателям высвободить лекарство и провести лечение. Нормальный pH желудка восстанавливается в течение 24 часов.

Исследователи протестировали микромоторы на мышах с инфекциями Helicobacter pylori .Микромоторы, заполненные клинической дозой антибиотика кларитромицина, вводились перорально один раз в день в течение пяти дней подряд. Впоследствии исследователи оценили количество бактерий в желудке каждой мыши и обнаружили, что лечение микромоторами было немного более эффективным, чем когда та же доза антибиотика давалась в сочетании с ингибиторами протонной помпы.

Микродвигатели в основном изготовлены из биоразлагаемых материалов. Магниевые ядра и полимерные слои растворяются желудочной кислотой без образования вредных остатков.

Исследователи говорят, что, несмотря на обнадеживающие результаты, эта работа все еще находится на начальной стадии. Команда планирует дальнейшие исследования для дальнейшей оценки терапевтических свойств микромоторов in vivo и сравнения их с другими стандартными методами лечения заболеваний желудка. Исследователи также планируют протестировать различные комбинации лекарств с микромоторами для лечения множества заболеваний желудка или различных отделов желудочно-кишечного тракта. В целом, исследователи говорят, что эта работа открывает дверь к использованию синтетических двигателей в качестве активных платформ доставки для лечения in vivo и заболеваний.

Название статьи: «Активная доставка лекарств с помощью микромотора для лечения инфекции желудка in vivo», авторы Берта Эстебан-Фернандес де Авила *, Павимол Ангсантикуль *, Джинксинг Ли *, Мигель Анхель Лопес-Рамирес, Дорис Э. Рамирес-Эррера, Сорача Тампхиватана, Чуанруи Чен, Хорхе Делезук, Ричард Самакапирук, Валентин Рамез, Лянфанг Чжан и Джозеф Ван, все из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

* Эти авторы внесли равный вклад в эту работу.

Эта работа поддерживается Объединенным научно-техническим отделом химической и биологической защиты Агентства по уменьшению угрозы Министерства обороны США (номера грантов HDTRA1-13-1-0002 и HDTRA1-14-1-0064), а также Национальным институтом диабета и пищеварительной системы. Заболевания почек Национального института здоровья (номер награды R01DK095168).

Поделиться


Интегрированная система | NSK-Nakanishi International

Широкий выбор встроенных микромоторов и ультразвуковых скалеров, обеспечивающих исключительную производительность. Совместите это с широким ассортиментом угловых наконечников и насадок NSK, чтобы охватить все аспекты стоматологических процедур в соответствии с высочайшими стандартами.

Развитие, преобразование и улучшение
Оборудуйте свою стоматологическую установку новейшими передовыми технологиями.Вы получите выгоду от новейших систем управления и самых эффективных инструментов, доступных на рынке. Ваш поставщик может легко интегрировать все эти продукты NSK в ваше новое или существующее стоматологическое оборудование.
Все эти продукты были разработаны, чтобы дать вам все необходимое для уверенного лечения пациентов.

Интегрированная система
- Интегрированная система электрического микромотора (NLX BF) и многофункциональный
- Ультразвуковым скалером (Varios 170) можно управлять с помощью системы.

Производительность

Решения для микромоторов
  • Power
  • Светодиодная подсветка
  • Миниатюризация
  • Тишина
  • Без вибрации
  • Низкое энергопотребление
  • Эндофункция
Ультразвуковые скалеры
  • Выходная мощность
  • Двойное светодиодное освещение
  • Миниатюризация печатной платы
  • Тактильные ощущения
  • Самый эргономичный дизайн наконечника
NLX нано NLX плюс Светодиод Ti-Max M40 Ti-Max NBX
Длина (мм) 45 51 67 80.8
Вес (гр) 64 72 98 85
Скорость (об / мин) от 1000 до 40 000 от 100 до 40 000 от 60 до 40 000 от 60 до 40 000

Биомиметический микромотор обеспечивает активную доставку антигенов для оральной вакцинации

Abstract

Вакцинация представляет собой одно из наиболее эффективных средств предотвращения инфекционных заболеваний.Чтобы максимизировать полезность вакцин, желательны сильнодействующие составы, которые легко вводить и которые способствуют соблюдению пациентом режима лечения. В настоящей работе разработан биомиметический самодвижущийся микромоторный состав для использования в качестве пероральной противовирулентной вакцины. Движение обеспечивается ядром на основе магния, а покрытие биомиметической клеточной мембраны используется для удержания и нейтрализации токсичного антигенного груза. Полученные моторные токсоиды усиливают свои двигательные свойства, чтобы более эффективно вызывать иммунные реакции слизистых оболочек.После демонстрации успешного изготовления моторных токсоидов их свойства поглощения показаны in vitro . При доставке мышам через оральным путем затем подтверждается, что движение значительно улучшает удержание и поглощение антигенного материала в тонком кишечнике in vivo . В конечном итоге это приводит к заметно повышенному образованию титров антител против модельного токсина. Эта работа представляет собой доказательство концепции, подчеркивающей преимущества активной пероральной доставки для разработки вакцины, открывая двери для нового набора приложений, в которых технология биомиметических двигателей может обеспечить значительные преимущества.

Ключевые слова: оральная вакцинация, микромотор, биомиметический анатоксин, покрытие клеточной мембраны, вакцина для слизистых оболочек

Открытие вакцин для предотвращения инфекционных заболеваний стало одним из самых важных достижений современной медицины, 1 и широко распространенные программы вакцинации имеют оказали значительное влияние на глобальное здоровье, вероятно, спасая при этом миллионы жизней. 2–3 Вакцины работают, задействуя эндогенные механизмы иммунной системы, обучая человеческий организм распознавать и быстро генерировать стерилизующие реакции при встрече с конкретным патогеном.В некоторых случаях эта стратегия лечения заболеваний была чрезвычайно успешной, например, в случае оспы и полиомиелита. 4–5 К сожалению, есть и другие случаи, когда вакцинация не была столь же эффективной, что может быть связано с проблемами, связанными с эффективностью, специфичностью или доступностью вакцины. 6–8 Среди различных типов вакцин весьма желательны вакцины, доставляемые через пероральным путем. Их преимущества включают простоту введения, что значительно улучшает соблюдение пациентом режима лечения, а также способность вызывать более широкий ответ за счет стимуляции иммунитета слизистых оболочек. 9–10 Именно по этой причине в настоящее время в клинике используется значительное количество лицензированных оральных вакцин. Однако основной проблемой является разработка составов, обладающих достаточной эффективностью для обеспечения надежной защиты от представляющей интерес мишени, и это затрудняется из-за различных пространственных, физических и толерогенных барьеров, уникальных для доставки через желудочно-кишечный тракт. 9–11 Таким образом, были предприняты значительные усилия по устранению этих препятствий с целью дальнейшего расширения полезности и применимости оральных вакцин.

За последние несколько десятилетий системы доставки частиц широко исследовались для инкапсуляции и доставки антигенных и иммуностимулирующих нагрузок. 12–13 Сообщалось о множестве типов систем, и многие из них продемонстрировали потенциал для значительного повышения эффективности вакцинации при пероральном введении. 14–16 В дополнение к неотъемлемым преимуществам, предоставляемым доставкой частиц, которые включают высокую нагрузочную способность и характеристики замедленного высвобождения, эти платформы могут быть дополнительно улучшены с помощью специальных механизмов нацеливания. 17–18 В области биомедицинской инженерии в последнее время возросший интерес вызывает разработка систем активной доставки, а именно микро / наномоторов, которые способны к эффективному движению, которое можно использовать для улучшения доставки груза и улучшения тканей. проникновение. 19–21 Нано / микродвигатели - это синтетические транспортные средства, изготовленные из различных материалов и различной формы, способные преобразовывать химическое топливо или внешнюю энергию в быстрое движение. 22–29 Эти двигатели использовались, в частности, для грузовых перевозок, доставки лекарств, химического зондирования и восстановления. 22–29 Их динамическое поведение обеспечивает уникальные преимущества, которые побудили исследователей изучить их использование in vivo , где их способность автономно двигаться в биологических средах может дать значительные преимущества. 30–32 В частности, было показано, что микродвигатели, изготовленные из биоразлагаемых магниевых (Mg) или цинковых тел, могут быстро перемещаться в желудочной и кишечной жидкости, улучшать доставку и удержание груза в желудочно-кишечной ткани и повышать терапевтическую антибактериальную эффективность. 30–31, 33–34

Здесь мы сообщаем о разработке и применении платформы биомиметических микромоторных анатоксинов для пероральной вакцинации. Для этого мы используем технологию покрытия клеточной мембраны, чтобы эффективно иммобилизовать и нейтрализовать модельный бактериальный токсин на поверхности двигателя. 35–37 Ранее было показано, что эта стратегия задержания токсинов вызывает сильные системные титры при вакцинации через подкожный путь , обеспечивая сильный защитный иммунитет против устойчивых к антибиотикам бактериальных инфекций. 38–40 Доставка токсинов в их нативной форме, в отличие от жестких стратегий денатурации, используемых для традиционного синтеза токсинов, может значительно улучшить иммуногенность и антигенность. Этот подход также легко обобщить, поскольку он работает за счет использования естественных механизмов связывания между токсинами и клеточными мембранами. 41 Настоящая композиция моторного токсоида изготавливается с помощью процесса последовательного нанесения покрытия, в котором микродвигатели ядро-оболочка Mg-TiO 2 покрываются слоем мембраны эритроцитов (RBC) с введенными токсином для введения антигенного материала; за ним следует слой мукоадгезивного хитозана и затем чувствительный к pH энтеросолюбильный полимер, способствующий локализации в кишечнике ().При пероральном приеме моторные токсоиды перемещаются по желудочно-кишечному тракту и активируются в тонком кишечнике, где активная движущая сила направляет полезные нагрузки к стенке кишечника, улучшая удержание и стимулируя иммунитет слизистой оболочки (). В этом отчете мы демонстрируем успешное изготовление самодвижущихся моторных токсоидов с последующей физической и биологической характеристикой состава. Преимущества активного движения для улучшения доставки и стимулирования иммунитета слизистых оболочек исследуются как in vitro , так и in vivo .

Схема микромоторных токсоидов для оральной вакцинации. (a) Моторные токсоиды производятся последовательным процессом, в котором микрочастицы магния (Mg) покрываются асимметричным слоем TiO 2 , за которым следует эритроцитарная мембрана с введенным токсином (RBC-токсин) в качестве антигенного материала, мукоадгезивный хитозан, и pH-чувствительное энтеросолюбильное покрытие. (b) При пероральном введении мышам моторные токсоиды сначала попадают в желудок, где энтеросолюбильное покрытие защищает состав от разложения в среде с низким pH.При достижении более нейтрального значения pH кишечника энтеросолюбильное покрытие растворяется, и кишечная жидкость активирует двигатели. Автономное движение двигателей способствует усиленному удерживанию и проникновению в стенку кишечника, повышая иммунную стимуляцию против полезной нагрузки антигена.

Для разработки состава моторизованной вакцины были изготовлены микромоторы Mg-TiO 2 ядро-оболочка путем диспергирования слоя микрочастиц Mg на предметном стекле с последующим асимметричным покрытием микросфер тонким слоем TiO 2 слой с использованием атомно-слоистого осаждения (ALD).Процесс ALD приводит к однородному покрытию TiO 2 на микрочастицах Mg, оставляя небольшое отверстие в точке контакта сфера со стеклом, что визуализировано с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) (Рисунок S1). Эта асимметрия важна для достижения направленного движения при контакте с желудочно-кишечными жидкостями. 42 Слой TiO 2 действует как каркас с жесткой оболочкой, который поддерживает сферическую форму и раскрытие микромотора во время движения, что обеспечивает стабильную и продолжительную работу.После сбора микродвигателей ядро-оболочка путем мягкого механического царапания предметного стекла, полезная нагрузка антигена была загружена на двигатели с использованием метода покрытия биомиметической клеточной мембраны. 38 Ранее было продемонстрировано, что мембрана эритроцитов, поддерживаемая твердыми частицами субстрата, позволяет нейтрализовать порообразующие токсины, которые секретируются широким спектром патогенов и ядовитых животных. Эти задержанные факторы вирулентности затем можно безопасно вводить in vivo , чтобы вызвать мощный иммунитет, способный предотвращать токсин-опосредованное повреждение. 39–40 Стафилококковый α-токсин, один из основных гемолитических факторов, секретируемый Staphylococcus aureus , 43 , был использован в качестве полезной нагрузки модели. После инкубации токсина с мембраной эритроцитов для облегчения их комплексообразования полученная мембрана с введенным токсином была нанесена на микродвигатели без покрытия с помощью процесса обработки ультразвуком. Было продемонстрировано, что на 1 мг моторов можно загрузить примерно 5 мкг белка; большинство может быть отнесено к материалу мембраны эритроцитов ().Следует отметить, что основная функция мембраны эритроцитов в этом случае заключалась в нейтрализации и нагрузке токсина на поверхность микромотора, что не обязательно требует полного сохранения функции белка или односторонности мембраны. Чтобы подтвердить присутствие α-токсина в составе, был проведен вестерн-блоттинг. По сравнению с двигателями, покрытыми только мембраной RBC, двигатели, покрытые мембраной, в которую вставлен токсин, демонстрировали сильное образование полос при зондировании соответствующим первичным иммуноокрашивателем ().Используя набор стандартов α-токсина, было подсчитано, что приблизительно 150 нг антигенного материала было загружено на 1 мг состава моторного токсина ().

Синтез и характеристика моторных токсоидов. (а) Количественная оценка общего белка, загруженного на чистые микродвигатели Mg-TiO 2 , моторы, покрытые RBC (мотор-RBC), и моторные токсоиды на 1 мг мотора (n = 3, среднее + SD). (b) Типичный вестерн-блоттинг для определения α-токсина на голых моторах, моторных эритроцитах и ​​моторных токсоидах (O: полоса олигомера, M: полоса мономера).(c) Количественная оценка количества нагрузки α-токсина на двигатели без покрытия, моторные эритроциты и моторные токсоиды на 1 мг мотора (n = 3, среднее + SD; UD: не определяется). (d) SEM-визуализация моторных токсоидов; соответствующая EDX-спектроскопия подтвердила присутствие и распределение Mg (зеленый) и Ti (бирюзовый) в частицах (масштабная полоса = 20 мкм). (e) Визуализация с помощью светового поля и флуоресцентной микроскопии моторных токсоидов, изготовленных с меченой родамином (красной) мембраной RBC и меченным FITC (зеленый) хитозаном (масштабная линейка = 25 мкм).

После нагрузки антигеном микродвигатели были дополнительно покрыты тонким слоем положительно заряженного хитозана, который непосредственно взаимодействует с отрицательно заряженной мембраной эритроцитов за счет электростатического взаимодействия, чтобы способствовать адгезии к слизистой оболочке стенки кишечника. 14–16 Затем был нанесен слой энтеросолюбильного покрытия с использованием Eudragit L100–55, pH-чувствительного полимера на основе метакрилата, обычно используемого для защиты пероральных препаратов от жестких кислотных условий желудка. 30 Предыдущие исследования продемонстрировали полезность энтеросолюбильных покрытий для облегчения доставки микромоторов в кишечник. 31 После прохождения через желудок, все более нейтральный pH кишечника приводит к растворению защитного покрытия за счет депротонирования функциональных групп полимера и повышения его растворимости. При толщине покрытия, полученной с использованием 6,5% (мас. / Об.) Раствора Eudragit L100–55, активация происходит через ~ 20 мин после погружения в кишечную жидкость, вызывая двигательное движение и позволяя пространственное позиционирование.Для визуализации сферической структуры моторных токсоидов использовали СЭМ (). Одновременно использовался анализ картирования с помощью энергодисперсионной рентгеновской (EDX) спектроскопии, который подтвердил наличие и распределение как Mg из ядра микрочастиц, так и Ti из оболочки TiO 2 . Дальнейшую характеристику клеточной мембраны и слоев хитозана проводили с использованием 1,2-димиристоил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N- (лиссамин родамин B сульфонил) и флуоресцеинизотиоцианат-декстрана для маркировки каждого компонента соответственно ().Сильный сигнал наблюдался для обоих красителей, когда двигатели были визуализированы с помощью флуоресцентной микроскопии, подтверждая, что каждый слой был успешно включен в состав. В целом, данные предоставили убедительные доказательства того, что предложенная структура с ядром микромотора, покрытым антигеном, с последующим полимерным покрытием для облегчения доставки и удержания в кишечнике, была успешно изготовлена.

Способность состава моторного токсоида эффективно продвигаться в желудочно-кишечном тракте была впервые протестирована in vitro с использованием моделированного желудочного сока (pH ~ 1.3) и кишечной (pH ~ 6,5) жидкости (показано на траекториях отслеживания). Для микромоторов Mg-TiO 2 без покрытия наблюдалось быстрое и продолжительное автономное движение как в желудочной, так и в кишечной жидкости (вспомогательное видео S1). Состав моторного токсоида также продемонстрировал сильное движение в обоих типах сред, что предполагает, что он может помочь улучшить распределение и удержание антигена на стенке кишечника (вспомогательное видео S2). Напротив, при использовании контрольных статических микрочастиц при использовании контрольных статических микрочастиц не наблюдалось никакого движения при полном покрытии частицы Mg TiO 2 , не оставляя открытой поверхности (вспомогательное видео S3).Наконец, оценивали моторный токсоид с энтеросолюбильным покрытием (вспомогательное видео S4). В условиях низкого pH покрытие предотвращало воздействие Mg на среду, полностью подавляя двигательные характеристики моторных токсоидов. После воздействия значений pH выше 5,5 материал энтеросолюбильного покрытия предназначен для быстрого растворения, и было замечено, что в моделированной кишечной жидкости характеристики движения моторных токсоидов с энтеросолюбильным покрытием восстанавливаются. Количественный анализ показал, что голые двигатели достигают скорости более 200 мкм / с ().В желудочной жидкости моторные токсоиды имели почти идентичные скорости по сравнению с голыми моторами, тогда как композиция показала снижение скорости на 24% в кишечной жидкости. Это различие может быть связано с тем, что при более нейтральных значениях pH сохраняется целостность мембраны и хитозановых покрытий, что немного затрудняет доступ топлива к сердечнику двигателя. Для моторных токсоидов с энтеросолюбильным покрытием скорость движения хорошо соответствовала скорости движения моторных токсоидов без покрытия в кишечной жидкости.В целом, данные показали, что можно разработать активную систему доставки, которая могла бы активироваться и приводиться в движение специально в кишечнике, что могло бы помочь значительно облегчить иммунитет слизистых оболочек.

Характеристики силовой установки. (a) Репрезентативные траектории отслеживания (захваченные из вспомогательных видеороликов S1, S2, S3 и S4) голых двигателей Mg-TiO 2 , моторных токсоидов (MT), статических микрочастиц (MP) и MT с энтеросолюбильным покрытием в любом из смоделированных желудочный сок при pH ~ 1,3 или кишечная жидкость при pH 6.5 (шкала = 50 мкм). (б) Количественная оценка скорости в каждом из образцов из (а) (n = 3, среднее + стандартное отклонение).

Далее in vitro характеризовали с использованием линии дендритных клеток мышей для оценки взаимодействия моторных токсоидов с живыми клетками. Во-первых, моторные токсоиды и статические микрочастицы без энтеросолюбильного покрытия были составлены с использованием мембранного покрытия RBC, помеченного красным флуоресцентным красителем, чтобы облегчить отслеживание антигенного материала. После инкубации образцов с клетками в течение 6 часов была проведена флуоресцентная визуализация для оценки распределения высвободившегося мембранного материала ().Из изображений было легко очевидно, что клетки, инкубированные с моторными токсоидами, имели значительное поглощение мембранных фрагментов. Для сравнения, статические микрочастицы демонстрировали гораздо меньшее поглощение, несмотря на то, что они были загружены аналогичным количеством мембранного и антигенного материала (рис. S2). Различие между двумя группами было дополнительно подтверждено проточной цитометрией, где клетки, инкубированные с моторными токсоидами, имели более чем в два раза среднюю интенсивность флуоресценции по сравнению с клетками, инкубированными со статическими микрочастицами ().Повышенное поглощение мембранного материала из состава моторного токсоида предполагает, что активное движение может способствовать клеточному контакту и взаимодействию. Кроме того, влияние составов на жизнеспособность клеток оценивали через 3 дня инкубации (). При содержании частиц до 2 мг / мл ни моторные токсоиды, ни статические микрочастицы не влияли на процент живых клеток, что указывает на их безопасность для последующего использования in vivo .

Поглощение и безопасность in vitro .(a) Дендритные клетки JAWSII инкубировали в течение 6 часов либо со статическими микрочастицами (MP), либо с моторными токсоидами, изготовленными с использованием мембраны, меченной родамином (красный). После промывки клеток и окрашивания ядер DAPI (синий) поглощение мембраной визуализировали с помощью флуоресцентной микроскопии (масштабная полоса = 50 мкм). (b) Меченные родамином статические MP или моторные токсоиды инкубировали с клетками JAWSII в течение 24 часов и флуоресценцию клеток количественно оценивали с помощью проточной цитометрии (n = 3, среднее + SD). * p <0.05; Студенческая т -тест. (c) Статические MP или моторные токсоиды инкубировали с клетками JAWSII при различных концентрациях в течение 72 часов, после чего количественно оценивали жизнеспособность клеток (n = 3, среднее + SD).

После изготовления, характеристики и тестирования моторных токсоидов in vitro и их использование было дополнительно исследовано в условиях in vivo . Чтобы облегчить визуализацию биологических тканей, была разработана версия частиц, помеченных дальним красным флуоресцентным красителем (рис. S3).Моторные токсоиды и статические микрочастицы с энтеросолюбильным покрытием вводили голодным мышам через желудочный зонд для изучения их распределения и удержания. Через 6 ч мышей умерщвляли, и их желудочно-кишечные тракты выделяли для визуализации ex vivo (и фиг. S4). В то время как флуоресцентный сигнал для статической композиции был обнаружен в основном в желудке, композиция моторного анатоксина широко присутствовала в области кишечника. Количественный анализ общей флуоресценции в желудочно-кишечном тракте подтвердил, что моторные токсоиды обладают значительно большей задержкой по сравнению со статическими микрочастицами ().Это наблюдаемое распределение соответствовало конструкции моторных токсоидов с энтеросолюбильным покрытием, которые, как ожидалось, активируются в среде кишечника с более высоким pH. Обратите внимание, что микромоторы со временем будут перемещаться по кишечнику, 31 , что в конечном итоге приведет к прохождению через желудочно-кишечный тракт. Для дальнейшего анализа этого эффекта из тонкой кишки были взяты гистологические срезы, а ядра клеток были окрашены синим флуоресцентным красителем для визуализации ().В то время как в срезах для группы статических микрочастиц наблюдался незначительный сигнал, флуоресцентные остатки частиц были хорошо видны на срезах от мышей, получавших моторные токсоиды. Сигнал присутствовал не только на апикальной стороне эпителиальных клеток, но также наблюдалась высокая флуоресценция внутри отдельных структур ворсинок. Эти данные предоставили многообещающие доказательства того, что активное движение моторных токсоидов играет важную роль в улучшении удержания полезной нагрузки на стенке кишечника и внутри ворсинок.

Доставка in vivo и получение титра антител. (а) Репрезентативные изображения желудочно-кишечного тракта самцов мышей CD-1 через 6 часов после введения меченных DiD статических микрочастиц (MP) или моторных токсоидов через желудочный зонд (H: высокая флуоресценция, L: низкая флуоресценция). (б) Количественная оценка флуоресценции из (а) (n = 3, среднее + стандартное отклонение). (c) Гистологические срезы кишечника через 6 часов после введения меченного DiD (красного) статического MP или моторных токсоидов; DAPI (синий) использовали для мечения ядер клеток (масштабная полоса = 100 мкм).(d) Данные абсорбции из анализа ELISA на продукцию антител IgA против стафилококкового α-токсина в кале мышей через одну неделю после введения холостого раствора, статического MP или моторных токсоидов (n = 4 или 5; четырехпараметрическая доза -кривая отклика). (e) Титры IgA против α-токсина, рассчитанные с использованием данных из (d) (n = от 4 до 5, среднее геометрическое ± SEM). * p <0,05, *** p <0,001, NS: не значимо; односторонний дисперсионный анализ.

Наконец, было проведено исследование для оценки эффекта усиленного удержания моторных токсоидов на их способность вызывать иммунные ответы против α-токсина, представляющего интерес модельного антигена.Мышам перорально вводили статические микрочастицы или моторные токсоиды, и их фекалии собирали через 1 неделю для оценки титров антител IgA с использованием иммуноферментного анализа. При рассмотрении значений оптической плотности было очевидно, что мыши, вакцинированные орально моторными токсоидами, вырабатывали значительно больше антител IgA против α-токсина по сравнению с группой статических микрочастиц, которая демонстрировала лишь скромное количество сигнала, близкое к уровню мышей, которым вводили контрольный образец. решение ().При нанесении на график в виде данных титра можно было видеть, что двигательные свойства, обеспечиваемые составом моторного токсоида, увеличивали выработку титра антитоксинового IgA примерно на один порядок величины, тогда как статический состав не вызывал значительных титров по сравнению с холостым раствором ( ). Что касается формирования иммунитета слизистых оболочек, результаты этого исследования показывают, что существует значительное преимущество в использовании микромоторной технологии для облегчения активной доставки и удержания антигенной нагрузки.

В заключение, мы успешно изготовили активный состав пероральной вакцины, в котором используются уникальные преимущества микромоторной технологии и биомиметических мембранных покрытий, способствующих усилению иммунитета слизистых оболочек. В отличие от систем доставки частиц, которые полагаются на пассивный транспорт, характеристики автономного движения, обеспечиваемые микромоторным ядром представленного в настоящее время препарата анатоксина, предлагают активный механизм для улучшения удержания и поглощения антигенного материала в кишечном тракте.В сочетании с мукоадгезивным и энтеросолюбильным покрытиями, которые дополнительно улучшают локализацию в кишечнике, эффективность препарата можно объяснить его способностью имитировать инвазивную инфекцию. Используя стратегию удержания токсинов на основе клеточной мембраны, можно нейтрализовать и безопасно доставить широкий спектр токсичных антигенных нагрузок путем регулирования источника мембранного материала. 44–48 В будущем, возможно, появится возможность изучить разработку самодвижущихся моторных токсоидов, включающих иммунологические адъюванты, или использовать преимущества различных способов вакцинации через слизистые оболочки для дальнейшего повышения эффективности.Также следует изучить возможность создания системного иммунитета, и это расширит возможности этой платформы далеко за пределы инфекционных заболеваний. В конечном итоге продолжение исследований в этом направлении может привести к сдвигу парадигмы от пассивных к активным механизмам доставки при разработке вакцин, что приведет к легким в применении, мощным и широко применимым составам.

Материалы и методы

Производство моторных токсоидов.

Микродвигатели ядро-оболочка на основе магния были изготовлены с использованием имеющихся в продаже микрочастиц магния (TangShan WeiHao Magnesium Powder Co.) со средним размером ядра 20 ± 5 мкм. Первоначально микрочастицы Mg промывали ацетоном для удаления примесей. После сушки в атмосфере азота микрочастицы Mg диспергировали на предметных стеклах (~ 2 мг на предметное стекло) с последующим осаждением атомного слоя (ALD) TiO 2 при 100 ° C в течение 3000 циклов с использованием системы Beneq TFS 200. . В процессе ALD используются газофазные реагенты, что приводит к равномерному покрытию микрочастиц Mg, оставляя небольшое отверстие в точке контакта частицы со стеклянным предметным стеклом, что важно для движения микромотора.Наконец, микродвигатели были собраны, слегка соскребая их со стеклянного предметного стекла.

Для загрузки антигена эритроциты мыши CD-1 (BioreclamationIVT) обрабатывали процедурой гипотонического лизиса для получения мембранных призраков, 49 , которые затем инкубировали со стафилококковым α-токсином (Sigma-Aldrich) в соотношении 1 мг мембраны эритроцитов на 100 мкг токсина. Для покрытия 2 мг микромоторов Mg-TiO 2 были покрыты 100 мкл мембраны связанных с токсином эритроцитов при концентрации 1 мг / мл путем обработки ультразвуком при комнатной температуре в ультразвуковой ванне Fisher Scientific CPXH 2800.Для мукоадгезивного покрытия микромоторы на основе Mg инкубировали в 0,05% (мас. / Об.) Хитозана (Sigma-Aldrich) и 0,01% (мас. / Об.) Додецилсульфата натрия (Sigma-Aldrich), приготовленного в 3 мМ уксусной кислоте (Sigma -Aldrich) при осторожном перемешивании в течение 30 мин.

Коммерческий энтеросолюбильный полимер Eudragit L100–55 (Evonik Industries) был выбран для покрытия микромоторов Mg-TiO 2 , чтобы предотвратить реакцию ядра Mg с желудочным соком. Сначала добавляли партию моторных токсоидов в 100 мкл 6.5% (мас. / Об.) Раствор Eudragit L100–55, приготовленный в чистом изопропиловом спирте. Суспензию микромотора диспергировали в парафиновом масле (Sigma-Aldrich) и матрице Span 85 (Sigma-Aldrich) (соотношение 100: 1) после процесса испарения растворителя. Затем микродвигатели затвердевали гексаном с последующей сушкой. Наконец, период мягкого отжига при 70 ° C в течение 2 часов обеспечил полную изоляцию моторных токсоидов с энтеросолюбильным покрытием. Микрочастицы статического контроля были изготовлены с использованием аналогичного процесса.Микрочастицы Mg-TiO 2 были полностью покрыты TiO 2 с помощью процесса двойной ALD, а полученные частицы были покрыты мембраной, нагруженной токсином, хитозаном и Eudragit L100–55, как описано выше.

Для характеристики были также изготовлены различные моторные токсоиды с флуоресцентной меткой. Для подтверждения мембранного покрытия и оценки доставки антигена in vitro , (1,2-димиристоил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N- (лиссамин родамин B сульфонил) (DMPE-родамин, ex / em = 560/583 нм, Avanti Polar Lipids) использовали для маркировки мембраны RBC путем ресуспендирования 10 мкг высушенного красителя в 1 мл раствора мембраны 1 мг / мл и инкубации при 70 ° C в течение 30 мин.Для подтверждения мукоадгезивного покрытия использовали флуоресцеинизотиоцианат-декстран (FITC-декстран, ex / em = 492/520 нм, Sigma-Aldrich) для мечения хитозана путем включения ~ 4% (об. / Об.) FITC-декстрана в концентрации 1 мкг / мл с раствором для покрытия. Наконец, для исследований распределения и удерживания in vivo были изготовлены моторные токсоиды, меченные дальним красным красителем, путем первого покрытия микромоторов Mg-TiO 2 0,05% (мас. / Об.) Водным раствором хитозана, содержащим 4% ( об. / об.) раствора 1,1'-диоктадецил-3,3,3 ', 3'-тетраметилиндодикарбоцианина (DiD, ex / em = 644/665 нм, Life Technologies), приготовленного с концентрацией 10 мкг / мл в диметилсульфоксиде.

Характеристики моторных токсоидов.

SEM-изображения были получены с помощью прибора Phillips XL30 ESEM с использованием ускоряющего напряжения 10 кВ. Анализ картирования EDX для Mg и Ti выполняли с использованием детектора Oxford EDX, присоединенного к прибору SEM и работающего с помощью программного обеспечения INCA. Светлопольные и флуоресцентные изображения моторных токсоидов получали с помощью микроскопа Invitrogen EVOS FL, соединенного с объективом микроскопа 40x, с использованием флуоресцентных фильтров GFP, RFP и Cy5. Автономное движение различных образцов было протестировано in vitro с использованием моделированного желудочного сока без фермента (pH ~ 1.3, Sigma-Aldrich) и моделированной кишечной жидкости (pH 6,5, Sigma-Aldrich) с добавлением 0,2% Triton X-100 (Fisher Scientific) в качестве поверхностно-активного вещества. Инвертированный оптический микроскоп Nikon Eclipse Ti-S / L100 с объективом 20x, а также Hamamatsu {"type": "entrez-нуклеотид", "attrs": {"text": "C11440", "term_id": " 1536511 "," term_text ":" C11440 "}} Для захвата видео использовалась цифровая камера C11440 и программное обеспечение NIS Elements AR 3.2. Скорость микромоторов отслеживалась с помощью модуля отслеживания NIS Elements.

Для количественной оценки содержания белка, нанесенного на микродвигатели Mg-TiO 2 , использовали 2% (мас. / Об.) Додецилсульфат натрия для экстракции белка из 2 мг двигателей. После нагревания при 37 ° C в течение 30 минут и 2-минутной обработки ультразвуком в ультразвуковом устройстве для ванны Fisher FS30D образец центрифугировали при 10000 г в течение 5 минут, и супернатант собирали для определения концентрации белка с помощью анализа белка Pierce BCA. комплект (Thermo Scientific). Для количественного определения количества α-токсина проводили вестерн-блоттинг.Образцы готовили с конечной концентрацией частиц 6,7 мг / мл с использованием буфера для загрузки образцов додецилсульфата лития (Invitrogen) с последующим нагреванием при 70 ° C в течение 30 минут и обработкой ультразвуком в течение 2 минут. Очищенный α-токсин в различных концентрациях использовали в качестве стандартов для определения количества токсина в моторных токсоидах. Затем 20 мкл каждого образца обрабатывали на минигелях Bolt 4–12% Bis-Tris Plus (Invitrogen) в рабочем буфере MOPS (Invitrogen). После переноса на нитроцеллюлозную мембрану (Thermo Scientific) поликлональный кроличий антистафилококковый альфа-токсин (Sigma Aldrich) использовали в качестве первичного иммунного окрашивания, а затем конъюгированный с HRP антикроличий IgG (Biolegend) в качестве вторичного.Блоты проявляли с использованием субстрата для вестерн-блоттинга (Thermo Scientific) с использованием ImageWorks Mini-Medical / 90 Developer. Интенсивность полос измеряли с помощью Adobe Photoshop.

Поглощение и безопасность клеток in vitro.

Линия дендритных клеток мышей JAWSII (CRL-11904, Американская коллекция типовых культур) культивировалась и поддерживалась в питательной среде, состоящей из 500 мл модификации Iscove DMEM с добавлением 50 мл сертифицированной USDA фетальной бычьей сыворотки (Omega Scientific), 55 мкМ β-меркаптоэтанол (Gibco), 2 мМ L-глутамин (Gibco), 100 Ед / мл пенициллин-стрептомицин (Gibco) и 10 нг / мл фактора, стимулирующего колонии гранулоцитов / макрофагов (Biolegend).Для исследования клеточного поглощения 1 × 10 4 клеток JAWSII высевали на слайды с 4-луночной камерой и инкубировали с меченными родамином моторными токсоидами или статическими микрочастицами в течение 6 часов в концентрации 1 мг / мл. Затем клетки трижды промывали фосфатно-солевым буфером (PBS), фиксировали 10% -ным фосфатно-буферным формалином (Fisher Chemical) в течение 15 минут, затем снова трижды промывали PBS и помещали в монтажную среду Vectashield с DAPI (Vector Laboratories). Образцы получали под флуоресцентным микроскопом Keyence BZ-9000 с масляным объективом 60 × с использованием фильтров DAPI и TRITC.Для проточной цитометрии 1 × 10 5 клеток JAWSII высевали в 6-луночные планшеты для тканевых культур и затем инкубировали с образцами, меченными родамином, при 1 мг / мл в течение 24 часов. Затем клетки трижды промывали PBS, отделяли и ресуспендировали в 250 мкл PBS, содержащего 0,015 мкМ Calcein Violet-AM (Biolegend), для окрашивания живых клеток. Данные собирали с использованием проточного цитометра BD Biosciences FACSCanto-II, а анализ выполняли с помощью программного обеспечения Flowjo. Сообщали о средней интенсивности флуоресценции популяции живых клеток.Для оценки цитотоксичности 6 × 10 3 клеток JAWSII помещали в 96-луночные планшеты в течение ночи и затем инкубировали с моторными токсоидами 0,5 мг / мл, 1 мг / мл или 2 мг / мл или статическими микрочастицами. После 72 ч инкубации жизнеспособность клеток оценивали с использованием реагента MTS (Promega), следуя инструкциям производителя. Необработанные клетки использовали в качестве 100% контроля жизнеспособности.

Исследования распределения и титра in vivo.

Все эксперименты на животных следовали протоколам, которые были рассмотрены, одобрены и проводились под надзором Институционального комитета по уходу и использованию животных Калифорнийского университета в Сан-Диего (IACUC).Для проведения исследования распределения и удержания in vivo самцов мышей CD-1 (Envigo) кормили пищей без люцерны (LabDiet) в течение одной недели перед экспериментом. Мышам вводили 200 мкл 10 мг / мл суспензии DiD-меченных энтеросолюбильных моторных токсоидов или статических микрочастиц через желудочный зонд после периода голодания в течение ночи. Мышей умерщвляли, и их желудочно-кишечный тракт собирали через 6 часов после введения. Образцы промывали PBS, и флуоресцентный сигнал отображали и количественно оценивали с использованием системы визуализации Xenogen IVIS 200 под Cy5.5 фильтр. Для гистологического анализа тонкий кишечник фиксировали в 10% формалине на 24 ч. Затем их помещали в 15% (мас. / Об.) Сахарозу в PBS до тех пор, пока ткань не погрузится в воду, а затем в 30% (мас. / Об.) Сахарозу в PBS, пока ткань снова не погрузится. Ткани помещали в состав Tissue-Tek OCT (Sakura Finetek) для криосрезов. Срезы помещали в монтажную среду Vectashield с DAPI и отображали под флуоресцентным микроскопом Keyence BZ-9000 с 20-кратным увеличением с использованием фильтров DAPI и Cy5.

Для исследования титра антител самцам мышей CD-1 (Envigo) вводили 200 мкл 10 мг / мл суспензии моторных токсоидов с энтеросолюбильным покрытием или статических микрочастиц через желудочный зонд после периода голодания в течение ночи. Через неделю образцы фекалий собирали и ресуспендировали до концентрации 200 мг / мл в PBS, содержащем коктейль ингибиторов протеаз (Sigma-Aldrich). После центрифугирования при 15000 g в течение 5 минут супернатант собирали для анализа титров антител IgA к α-токсину с помощью иммуноферментного анализа (ELISA).96-луночный планшет сначала покрывали в течение ночи 5 мкг / мл α-токсина, используя буфер для покрытия ELISA (Biolegend).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *