بروتوكولات لتقييم الترددات الراديوية التفاعل مع جزيئات الذهب ونظم البيولوجية لغير الغازية ارتفاع الحرارة علاج السرطان

الهدف العام من هذا الإجراء هو تقييم خصائص التسخين لجزيئات الذهب النانوية في مجال كهربائي بتردد راديو 13.56 ميجاهرتز ، في المختبر وفي الجسم الحي. يتم تحقيق ذلك عن طريق تقييم معدل تسخين جزيئات الذهب النانوية المركزة وتخزينها المؤقت في طبيب بيطري كوارتز. تتمثل الخطوة الثانية من الإجراء في إجراء دراسات السمية في المختبر لجزيئات الذهب النانوية مع الخلايا السرطانية المستنبتة.

الخطوة الثالثة هي إجراء دراسات في الجسم الحي لجزيئات الذهب النانوية في نموذج سرطان الفأر خارج الرحم. في النهاية ، يمكن أن تظهر النتائج ما إذا كان الجسيم النانوي الذي تم فحصه يمكن أن يكون عاملا فعالا لاستخدامه مع ارتفاع الحرارة بوساطة الترددات اللاسلكية من خلال تحليل الجسيمات النانوية في التعليق ، في المختبر وفي الجسم الحي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال انخفاض حرارة الترددات الراديوية غير الغازية بوساطة الجسيمات النانوية ، مثل التسخين بسبب الجسيمات نفسها وهل يمكن استخدامها لأغراض علاجية؟

بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأنه لا توجد العديد من البروتوكولات الراسخة لإجراء هذا النوع من التجارب. سيتم عرض الإجراء على اسم Cisneros ، مساعد باحث ، وستيوارت كور ، عالم ما بعد الدكتوراه ، وليلى جرين ، عالمة ما بعد الدكتوراه الأخرى. على سبيل المثال ، ابدأ بزجاجة 500 مل من جزيئات الذهب النانوية المتوفرة تجاريا بقطر خمسة نانومتر.

خذ حوالي 125 مل من محلول الجسيمات النانوية الذهبية وقسمها بين ستة أنابيب ترشيح للطرد المركزي 50 كيلودالتون ، وقم بالطرد المركزي لجزيئات النانو عند 3000 دورة في الدقيقة لمدة دقيقتين وخمس ثوان. قم بإزالة المادة الطافية كونها المخزن المؤقت المصفى وأعد ملء كل مرشح. مع المزيد من حلول المخزون.

استمر في التحقيب المركزي وإزالة المخزن المؤقت وإعادة تحميل الأنابيب حتى يتم ترشيح كل محلول الجسيمات النانوية. بعد الإضافة الأخيرة ، استبدل المخزن المؤقت المصفى بحجم مماثل من الماء منزوع الأيونات وكرر العملية ثماني مرات أخرى تقريبا بعد تحميل عينة المخزن المؤقت المصفى إلى آلة التردد اللاسلكي. باستخدام برنامج كاميرا الأشعة تحت الحمراء ، قم بإنشاء صناديق فوق QVE لالتقاط ملف تعريف التسخين بعد ثماني غسلات ، تقترب بيانات التسخين لمرشح الجسيمات النانوية الذهبية البالغة خمسة نانومتر من بيانات الماء منزوع الأيونات.

يمكن أيضا استخدام تحليل الأشعة فوق البنفسجية لمراقبة امتصاص الملوثات. القمم. يظهر هنا طيف نظيف. بمجرد إزالة الملوثات العازلة بالكامل ، نعلق الجسيمات النانوية في 0.5 مل من الماء منزوع الأيونات في أنابيب الترشيح التي تزيل الجسيمات النانوية من المرشح.

ثم اجمع جميع المعلقات الستة في أنبوب واحد سعة 15 مل. الآن ، قم بتحليل العينة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية VIS و zeta potential لبيانات الاستقرار. استخدم مواصفات كتلة I-C-P-O-E-S و أو ICP لتحديد تركيز الجسيمات النانوية.

يمكن أيضا استخدام تحليل SEM و / أو TEM للحصول على البيانات المورفولوجية باستخدام نظام Kansas RF أو اشتقاقات الحمل ، وهو حقنة كوارتز 1.3 مليلتر ، وضبط المجال الكهربائي RF ليكون حوالي 90 كيلو فولت لكل متر في الهواء حيث سيقيم Q vete. بالنسبة لعينة ملحية قياسية تحتوي على 0.9٪ كلوريد الصوديوم ، سيتم تقليل المجال الكهربائي إلى حوالي 1.1 كيلو فولت لكل متر. هذه هي الشروط التقريبية المستخدمة للسماح بإجراء مقارنات بين أنظمة الترددات الراديوية المختلفة.

الآن ، قم بتحميل كوارتز نظيف مع 1.3 مل من تعليق الجسيمات النانوية الذهبية المنقى بتركيز 1000 ملليغرام لكل لتر. قم بتعريض العينة لحقل التردد اللاسلكي لمدة 120 ثانية أو حتى تصل العينة إلى 70 درجة مئوية. يمكن أن يؤدي التعرض المفرط إلى الانحناء الكهربائي أو الغليان السريع.

التقط بيانات التصوير الحراري بالإضافة إلى مناطق التحكم باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء والبرامج المرتبطة بها. كرر هذا الإجراء ثلاث مرات على نفس العينة. الآن قم بتصفية العينة من خلال مرشح طرد مركزي آخر 50 كيلودالتون لاستخراج جزيئات الذهب النانوية من مخزن الماء.

ثم أعد تعريض المخزن المؤقت وحده لحقل التردد اللاسلكي. مرة أخرى ، ثلاثة أضعاف الفرق في الساعات بين غرويات الجسيمات النانوية الذهبية والمرشح يحدد HR بسبب جزيئات الذهب النانوية نفسها. أخيرا ، نعلق جزيئات الذهب النانوية المتبقية من المرشح في 1.3 مل من الماء لمزيد من التجارب.

يمكن تطبيق هذه الدراسات في المختبر على أي نوع من أنواع الخلايا السرطانية التي تشكل طبقات أحادية ثنائية الأبعاد. في هذا المثال ، سيتم استخدام سرطان الخلايا الكبدية البشرية المشتق من التهاب الكبد الكبدي ثلاث خلايا بائية حوالي 50،000 خلية. في ثلاثة آبار من صفيحة 12 بئر مع ملليلتر واحد من النمو.

تستمر الوسائط في تحميل الخلايا حتى يتم ملء ثلاث لوحات لدراسات الجسيمات النانوية ، ويتم ملء ثلاث لوحات كضوابط. احتضان الألواح عند 37.5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. في اليوم التالي ، أدخل 0.1 ملليلتر من محلول الجسيمات النانوية الذهبية 1000 ملليغرام لكل لتر في كل بئر من ألواح الجسيمات النانوية الثلاثة إلى لوحات التحكم.

عند 0.1 ملليلتر من الماء في كل منها ، احتضن جميع الألواح جيدا لمدة 24 ساعة أخرى. بعد 24 ساعة أخرى ، قم بشفط وسائط الخلية وغسل الخلايا باستخدام PBS لإزالة أي جزيئات نانوية ذهبية مرتبطة بالسطح. ثم استبدل الوسائط الخلوية.

الخلايا جاهزة الآن للتعرض للترددات اللاسلكية. ضع كل حزمة خلية 12 بئر داخل مجال التردد اللاسلكي وانتظر حتى تبرد الخلايا إلى 31 درجة مئوية. بمجرد أن تبرد قليلا ، قم بتعريض الخلايا لمدة 3.5 دقيقة من الترددات اللاسلكية.

ستكون درجة الحرارة النهائية لوسط الخلية حوالي 37 درجة مئوية. انقل الخلايا إلى حاضنة وانتظر 24 ساعة قبل تحليلها. عندما تكون الخلايا جاهزة ، استنشق الوسائط واستبدلها بملليلترين من كاشف MTT بنسبة 25٪ في الوسائط.

ثم اسمح للخلايا بالحضانة لمدة أربع ساعات أخرى. بعد ذلك ، استبدل وسائط MTT بملليلترين من DMSO. ضع ألواح الخلية على كرسي هزاز لمدة 10 دقائق للسماح ل DMSO بإذابة كواشف MTT.

أخيرا ، قم بإخراج عينات 100 ميكرولتر من كل بئر إلى صفيحة 96 بئر وقراءة اللوحة بصريا عند 570 نانومتر. يمكن تطبيق هذه الدراسات في الجسم الحي على أي نوع من أنواع السرطان التي تشكل أورام صلبة في نموذج انعكاس تقويم العظام أو خارج الرحم. في هذا المثال ، يتم استخدام ثلاث خلايا سرطان الكبد B مع الفئران العارية BPC.

ابدأ بحوالي 100،000 خلية من التربسين الثلج من الخلايا وإنتاج محلول من 2 مليون خلية لكل 25 ميكرولتر. أضف كمية متساوية من جل ماتري المثلج البارد إلى معلق الخلية واخلطه جيدا عن طريق الشفط المتكرر في ماصة. الآن قم بحقن التعليق المختلط في الموضع المطلوب على ظهر كل.

بعد بضعة أسابيع ، ستكون الأورام مستديرة من نصف إلى سنتيمتر واحد في هذا الوقت ، وتبدأ العلاج بالترددات اللاسلكية وتخدير الفئران بمحلول الكيتامين والزيلازين عن طريق حقن IP والحفاظ عليها دافئة. ثم حقن جزيئات الذهب النانوية مباشرة في نصف الأورام باستخدام حقنة واحدة سم مكعب بإبرة قياس 27 أو 30. استخدم مسحة جراحية لامتصاص الدم ومسح موقع الحقن بمنديل كحولي.

كعنصر تحكم ، قم بحقن PBS فقط في النصف الآخر من الأورام. الآن ، عالج نصف الفئران في كل مجموعة. قم بتركيب الماوس على رأس الاستقبال لمولد التردد اللاسلكي وقم بحماية المناطق غير المعالجة بشريط نحاسي ، بما في ذلك العينين والأذنين وأصابع القدم.

الأكثر أهمية في هذه التجربة هو التأريض الصحيح للفئران. بدون التأريض المناسب ، يمكن أن يتسبب تراكم الشحنات على في حدوث إصابات حرارية أو كهربائية. يمكن منع ذلك بسهولة.

ضع الورم بعيدا عن رأس الإرسال بمقدار سنتيمتر واحد على الأقل أكثر من عرض موقع العلاج المطلوب. الآن ، ضع الكاميرا الحرارية بالأشعة تحت الحمراء بحيث يكون الورم ومنطقة العلاج مرئيين. قم بتشغيل التردد اللاسلكي لمدة خمس دقائق وسجل منحنى درجة الحرارة الناتج.

إذا ارتفعت درجة حرارة سطح الجلد فوق 42 درجة مئوية ، فتوقف عن العلاج مباشرة بعد التعرض للترددات اللاسلكية. اسمح للفئران بالتعافي في غرفة دافئة حتى تصبح واعية. كرر العلاجات مرتين في الأسبوع لمدة ثلاثة أسابيع.

ثم قتل الفئران بعد 48 ساعة من التعرض النهائي للترددات اللاسلكية ومعالجة الأورام. تم تحديد تسخين الترددات اللاسلكية لجزيئات الذهب النانوية المنقاة من خلال الفرق في الساعات بينها وبين محلول عازلة الماء منزوع الأيونات في الخلفية. كانت النتائج كما هو متوقع لكل من الجسيمات النانوية الخمسة نانومترية و 10 نانومتر.

تم دمج جزيئات الذهب النانوية المنقاة في سرطان الخلايا الكبدية البشرية من خلايا Hep ثلاث خلايا بائية. عندما تتعرض هذه الخلايا لمجال الترددات اللاسلكية ، فإنها عادة ما تصبح أقل قابلية للحياة من تلك المعرضة للترددات اللاسلكية بدون جسيمات نانوية داخلية. يصور الشكل الثالث سيناريو مثاليا حيث يكون لجزيئات الذهب النانوية المستخدمة سمية محدودة في حد ذاتها ، ولكن الخصائص السامة للخلايا التي بدأت بالترددات اللاسلكية الممتازة تستشر الأدبيات لمراجعة شاملة للنتائج في المختبر حتى الآن باستخدام أنواع مختلفة من المواد النانوية.

استخدام ثلاث خلايا سرطانية من B.Liver لتوليد أورام على ظهور الفئران العارية. تم حقن هذه الأورام بجسيمات الذهب النانوية المعلقة PBS ، تليها التعرض للترددات اللاسلكية. كشف تحليل ما بعد العلاج توماس أن العلاج يتحكم في نمو الورم ويقلل من كتلة الورم.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تقييم الجسيمات النانوية لاستخدامها في انخفاض حرارة الجسم بوساطة الترددات اللاسلكية من خلال تحديد خصائصها المستجيبة للترددات اللاسلكية وحلها في المختبر وفي الجسم الحي. لا تنس أن العمل مع المجالات الكهربائية RF عالية الطاقة يمكن أن يكون خطيرا للغاية. لا تلمس أو تصل إلى مجال كهربائي نشط.

خذ قياسات المجال الكهربائي وإذا لزم الأمر ، استخدم التدريع المناسب مثل قفص فاراداي. بشكل عام ، قلل دائما من تعرضك للمجالات الكهربائية عالية القوة المستدامة.