Experimental separation steps influence the protein content of corona around mesoporous silica nanoparticles

Abstract

In order to direct nanocarriers to their targets efficiently, we have to understand the interactions occurring at the nano-bio interface between nanocarriers and human proteins, which forms the layer called the corona. However, experiments aiming to identify and quantify the proteins in the corona, especially critical steps in the separation of nanoparticles from biological media may affect the corona composition. Here, we used nano-LC MS/MS to compare the protein corona contents obtained after using two different separation methods. We showed that applying centrifugation versus magnetization to isolate nanoparticles surrounded by a corona resulted in protein loss and a reshuffling of their respective abundances.

Engineering von Proteinen an Oberflächen: Von komplementärer Charakterisierung zu Materialoberflächen mit maßgeschneiderten Funktionen

“…[6] Die signifikanteste ¾nderung bei der Charakterisierung von planaren Materialien gegenüber Nanopartikeln ist jedoch die Tatsache,dass die Nanopartikel als Suspensionen oder Dispersionen behandelt werden. [9] Charakterisierungsmethoden konzentrieren sich auf die Detektion der Menge und Art von Proteinen, die an eine Oberfläche gebunden sind, liefern strukturelle Informationen mittels spektroskopischer Te chniken und untersuchen Proteintopographie und -dynamik. Informationen über planare Oberflächen sind leichter über oberflächenspezifische Te chniken verfügbar und Sobald Materialien mit einer biologischen Flüssigkeit, die Proteine enthält, in Kontakt kommen, werden Proteine im Allgemeinen -ob gewünscht oder nicht -von der Oberfläche des Materials angezogen und adsorbieren darauf.Das Ziel dieses Aufsatzes ist es,e inen Überblick über die am häufigsten verwendeten Charakterisierungsmethoden zu geben, um ein besseres Verständnis der Adsorptionsprozesse auf planaren oder gekrümmten Oberflächen zu erhalten.…”

“…Alternativ kçnnte eine magnetische Tr ennung verwendet werden, die vermutlich auch einige weniger fest gebundene Proteine in der Korona liefert. [9] Charakterisierungsmethoden konzentrieren sich auf die Detektion der Menge und Art von Proteinen, die an eine Oberfläche gebunden sind, liefern strukturelle Informationen mittels spektroskopischer Te chniken und untersuchen Proteintopographie und -dynamik. Schwieriger zu analysieren ist die sogenannte "weiche" Proteinkorona, die die schwach assoziierten Proteine darstellt.…”

Critical Considerations on the Clinical Translation of Upconversion Nanoparticles (UCNPs): Recommendations from the European Upconversion Network (COST Action CM1403)

“…The interactions of UCNPs at the nano–bio interface are dominated by a long‐lived “hard protein corona” and a short‐lived “soft protein corona,” which cover the surface of NPs . The corona may strongly influence the hydrodynamic size, electrophoretic mobility, and surface composition of NMs, but its biological role is still poorly understood. The adsorbed biomolecules, such as proteins, may also enable UCNPs to enter cells through the so‐called “Trojan horse” effect .…”

Engineering Proteins at Interfaces: From Complementary Characterization to Material Surfaces with Designed Functions

“…Alternatively,m agnetic separation can be used, yielding presumably also some less tightly bound proteins in the corona. [9] Characterization methods focus on detecting the amount and type of proteins attached to asurface,providing structural information by spectroscopic techniques,a nd probe protein topography and dynamics. More difficult to analyze is the so-called "soft" protein corona, which represents the weakly associated proteins.T he association process of these proteins is considered to take place in the outer layers around an anoparticle and to be completely reversible.…”