Title (eng)
Biophysical characterization of metal- and polycation based carriers for nucleic acid delivery
Parallel title (deu)
Biophysikalische Charakterisierung von Metall- und polykationisch basierten Trägern für die Nukleinsäure Verabreichung
Author
Daniel Paunov
Advisor
Manfred Ogris
Co-Advisor
Haider Sami
Assessor
Manfred Ogris
Abstract (deu)
Polyplexe, Quantoplexe und Auropolyplexes gehören zu der Gruppe der nicht-viralen Vektoren für die Verabreichung von Nukleinsäure. Sie werden durch die Komplexierung von Nukleinsäuren mit Polykationen, in Abwesenheit oder Anwesenheit von Metallen wie Quantenpunkte oder Gold, gebildet und sind ein vielversprechendes Mittel für die Verabreichung von Nukleinsäure Therapeutika. Diese Arbeit beinhaltet 3 Hauptprojekte, wobei jeder dieser Vektoren ein eigenes Projekt darstellt und der Schwerpunkt auf der Analyse und Modifizierung dieser Vektoren gerichtet ist.
Polyplexe, welche hauptsächlich für In vivo Experimente zur Spleiß Korrektur in anderen Projekten verwendet wurden, wurden durch Komplexierung von Nukleinsäuren, wie Spleiß schaltende Oligonukleotiden, mit Polyethylenimin (PEI) hergestellt. Ihr Verhalten im Serum wurde mittels Gel Elektrophorese untersucht, um analysieren zu können ob die Nukleinsäuren durch die Polykationen, wie vernetztes lineares PEI, vor dem Abbau geschützt wurden.
Quantoplexe, bestehend aus Cadmiumtelluride-Quantenpunkte, PEI und Plasmid DNA, wurden in Serum inkubiert und ebenfalls durch Gel Elektrophorese analysiert. Außerdem wurde die Komplexierung der Quantenpunkte mit PEI optimiert, um die Stabilität der Quantoplexe zu verbessern.
Auropolyplexe wurden durch Komplexierung von mit Polyethylenimin beschichtete Goldnanopartikel mit Nukleinsäuren hergestellt. Es wurde explizit versucht den initialen Schritt des Umhüllens von Goldnanopartikel mit PEI zu optimieren. Um diesen Schritt reproduzierbar zu machen, wurden diverse Parameter untersucht und analysiert. UV-VIS Spektrophotometrie und die Oberflächen Plasmon Resonanz (SPR) wurden verwendet, um aussagen zu können, ob eine Umhüllung erfolgreich war oder nicht.
Abstract (eng)
Polyplexes, Quantoplexes and Auropolyplexes belong to the group of non-viral vectors for nucleic acid delivery. They are formed by complexation of nucleic acids with polycations in absence or presence of metals like quantum dots and gold and represent a promising tool for the delivery of nucleic acid therapeutics. This thesis includes three main projects with each of these vectors being a separate project, and the focus is set on analyzing and modifying these vectors.
Polyplexes were formed by complexing nucleic acids like splice switching oligonucleotides with polyethyleneimine (PEI), which were mainly used for in vivo experiments for splice correction applications in other projects. Their behavior in serum was analyzed by gel electrophoresis to analyze the protection of nucleic acids against degradation by the polycations used, like cross-linked linear PEI.
Quantoplexes based on cadmium telluride quantum dots, PEI and plasmid DNA, were incubated in serum and similarly analyzed by gel electrophoresis. Furthermore, the complexation of quantum dots and PEI was optimized to improve the stability of quantoplexes.
Auropolyplexes were generated by complexation of gold nanoparticles coated with polyethyleneimine with nucleic acids. An explicit attempt was made to optimize the initial step of gold nanoparticle coating with PEI. In order to make this step reproducible, various parameter were tested and analyzed. UV-VIS spectrophotometry and surface plasmon resonance (SPR) was used to determine whether coating was successful or not.
Keywords (eng)
non-viral vectorsvectorsnucleicaciddelivery
Keywords (deu)
nicht-virale VektorenVektorenNukleinsäureTransport
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1398892
rdau:P60550 (deu)
96 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
96
Association (deu)
Title (eng)
Biophysical characterization of metal- and polycation based carriers for nucleic acid delivery
Parallel title (deu)
Biophysikalische Charakterisierung von Metall- und polykationisch basierten Trägern für die Nukleinsäure Verabreichung
Author
Daniel Paunov
Abstract (deu)
Polyplexe, Quantoplexe und Auropolyplexes gehören zu der Gruppe der nicht-viralen Vektoren für die Verabreichung von Nukleinsäure. Sie werden durch die Komplexierung von Nukleinsäuren mit Polykationen, in Abwesenheit oder Anwesenheit von Metallen wie Quantenpunkte oder Gold, gebildet und sind ein vielversprechendes Mittel für die Verabreichung von Nukleinsäure Therapeutika. Diese Arbeit beinhaltet 3 Hauptprojekte, wobei jeder dieser Vektoren ein eigenes Projekt darstellt und der Schwerpunkt auf der Analyse und Modifizierung dieser Vektoren gerichtet ist.
Polyplexe, welche hauptsächlich für In vivo Experimente zur Spleiß Korrektur in anderen Projekten verwendet wurden, wurden durch Komplexierung von Nukleinsäuren, wie Spleiß schaltende Oligonukleotiden, mit Polyethylenimin (PEI) hergestellt. Ihr Verhalten im Serum wurde mittels Gel Elektrophorese untersucht, um analysieren zu können ob die Nukleinsäuren durch die Polykationen, wie vernetztes lineares PEI, vor dem Abbau geschützt wurden.
Quantoplexe, bestehend aus Cadmiumtelluride-Quantenpunkte, PEI und Plasmid DNA, wurden in Serum inkubiert und ebenfalls durch Gel Elektrophorese analysiert. Außerdem wurde die Komplexierung der Quantenpunkte mit PEI optimiert, um die Stabilität der Quantoplexe zu verbessern.
Auropolyplexe wurden durch Komplexierung von mit Polyethylenimin beschichtete Goldnanopartikel mit Nukleinsäuren hergestellt. Es wurde explizit versucht den initialen Schritt des Umhüllens von Goldnanopartikel mit PEI zu optimieren. Um diesen Schritt reproduzierbar zu machen, wurden diverse Parameter untersucht und analysiert. UV-VIS Spektrophotometrie und die Oberflächen Plasmon Resonanz (SPR) wurden verwendet, um aussagen zu können, ob eine Umhüllung erfolgreich war oder nicht.
Abstract (eng)
Polyplexes, Quantoplexes and Auropolyplexes belong to the group of non-viral vectors for nucleic acid delivery. They are formed by complexation of nucleic acids with polycations in absence or presence of metals like quantum dots and gold and represent a promising tool for the delivery of nucleic acid therapeutics. This thesis includes three main projects with each of these vectors being a separate project, and the focus is set on analyzing and modifying these vectors.
Polyplexes were formed by complexing nucleic acids like splice switching oligonucleotides with polyethyleneimine (PEI), which were mainly used for in vivo experiments for splice correction applications in other projects. Their behavior in serum was analyzed by gel electrophoresis to analyze the protection of nucleic acids against degradation by the polycations used, like cross-linked linear PEI.
Quantoplexes based on cadmium telluride quantum dots, PEI and plasmid DNA, were incubated in serum and similarly analyzed by gel electrophoresis. Furthermore, the complexation of quantum dots and PEI was optimized to improve the stability of quantoplexes.
Auropolyplexes were generated by complexation of gold nanoparticles coated with polyethyleneimine with nucleic acids. An explicit attempt was made to optimize the initial step of gold nanoparticle coating with PEI. In order to make this step reproducible, various parameter were tested and analyzed. UV-VIS spectrophotometry and surface plasmon resonance (SPR) was used to determine whether coating was successful or not.
Keywords (eng)
non-viral vectorsvectorsnucleicaciddelivery
Keywords (deu)
nicht-virale VektorenVektorenNukleinsäureTransport
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1398893
Number of pages
96
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