توليف يحركها الميكروويف من أكسيد الحديد النانوية لكشف سريع من تصلب الشرايين

الهدف العام من هذا البروتوكول هو استخدام تقنية الميكروويف للتخليق السريع والوظيفي لجزيئات أكسيد الحديد النانوية مع جزء ثنائي الفوسفونات للكشف السريع عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي لتصلب الشرايين في نماذج الفئران. لا يزال استخدام تقنية الميكروويف في تخليق وتشغيل جزيئات أكسيد الحديد النانوية محدودا. ومع ذلك ، فإننا نوضح كيف يمكن تطوير جسيمات نانوية عالية الجودة وبروتوكولات سريعة للغاية.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه في أوقات قصيرة للغاية ، يمكن إنتاج جسيمات نانوية وظيفية عالية الجودة واستخدامها لقسطرة لويحات تصلب الشرايين التي تستهدف التكلسات الدقيقة. لبدء هذا الإجراء ، أضف 0.5 جرام من الحديد 3-أسيتيل سيتينات ، و 1.4 مل من حمض الأوليك ، و 0.6 مل من أوليلامين ، و 1.19 جرام من 1 ، 2-هيكسادوديكانيديول إلى قارورة متكيفة بالميكروويف. أضف 10 ملليلتر من فينيل الأثير بعناية أسفل جدار القارورة باستخدام ماصة متدرجة.

بعد ذلك ، ضع القارورة في مفاعل الميكروويف وابدأ بروتوكول الميكروويف عن طريق تحميل دراسة ديناميكية في الميكروويف. بعد اكتمال التفاعل ، وتبريد القارورة إلى درجة حرارة الغرفة ، انقل خليط التفاعل إلى قارورة إرلينماير باستخدام ماصة زجاجية وأضف 10 ملليلتر من 98 في المائة من الإيثانول. ضع القارورة فوق مغناطيس البورون النيوبيوم النيوديميوم وقم بإزالة المادة الطافية بماصة زجاجية بعد 5 دقائق.

بعد ذلك ، أضف 10 مل من الإيثانول إلى القارورة. قم بتقطيع العينة عند 40 كيلو هرتز لمدة دقيقتين في درجة حرارة الغرفة. عند الانتهاء ، ضع العينة على المغناطيس وقم بإزالة المادة الطافية.

قم بتفريق الجسيمات النانوية المطلية بحمض الأوليك في 30 مل من الكلوروفورم والصوتنة عند 40 كيلو هرتز لمدة خمس دقائق في درجة حرارة الغرفة. بعد الصوتنة ، انقل 0.5 مل من الجسيمات النانوية في كوفيت زجاجي وأضف 0.5 مل من الكلوروفورم. تحقق من الحجم الهيدروديناميكي في المنشي وفقا لتعليمات الشركة المصنعة.

في هذه المرحلة ، قم بإذابة 44.3 ملليغرام من برمنجنات البوتاسيوم و 150.4 ملليغرام من البنزويل ثلاثي ميثيل كلوريد الأمونيوم في خليط من ثلاثة إلى اثنين من الماء والكلوروفورم. أضف المحلول الناتج إلى 5 ملليلتر Aliquat من الجسيمات النانوية المطلية بحمض الأوليك في قارورة مكيفة بالميكروويف. ابدأ بروتوكول الميكروويف لجزيئات حمض الأزيليك النانوية عن طريق ضبط درجة الحرارة على 105 درجة مئوية ، والوقت إلى تسع دقائق ، والضغط إلى 250 رطل لكل بوصة مربعة ، والطاقة إلى 300 واط.

بعد ذلك ، أضف 10 مل من المخزن المؤقت للفوسفات الرقم الهيدروجيني 2.9 إلى القارورة. بعد تكرار بروتوكول الميكروويف ، وإزالة المادة الطافية ، أضف 10 مل من الماء إلى القارورة وانقل الخليط إلى قارورة Erlenmeyer. الخطوة الأكثر أهمية هي تنقية الجسيمات النانوية لحمض الأزيليك.

بعد ذلك ، أضف 5 ملليلتر من ثنائي كبريتات الصوديوم بنسبة 10 في المائة إلى قارورة Erlenmeyer وصوتنة عند 40 كيلو هرتز لمدة دقيقتين عند 25 درجة مئوية. بعد جمع الجسيمات وإزالة المادة الطافية ، اغسل الجسيمات النانوية ثلاث مرات أخرى باستخدام 1 في المائة من هيدروكسيد الصوديوم. أعد تشتيت الجسيمات في 5 ملليلتر من محلول الفوسفات 7.2 درجة الحموضة.

للتحقق من الحجم الهيدروديناميكي وإمكانات زيتا ، انقل 0.7 مل من الجسيمات النانوية لحمض الأزيليك إلى خلية شعرية مطوية يمكن التخلص منها وضعها في المنزيج لتحليلها. أضف 12 ملليغرام من EDC و 15 ملليغرام من السلفو NHS في أنبوب طرد مركزي مع 2 ملليلتر أليكوات من جزيئات حمض الأزيليك النانوية. دوامة الخليط في درجة حرارة الغرفة لمدة 35 دقيقة.

بعد وضع مغناطيس أسفل أنبوب الطرد المركزي لزعزعة استقرار الجسيمات النانوية ، قم بشفط المادة الطافية وغسل الجسيمات ب 1.5 مل من 1 مللي مولار هيبس عازلة. ثم أضيفي 5 ملليغرام من neridronate ودوامة الخليط لمدة ساعتين. افصل الجسيمات النانوية بمغناطيس واغسلها بمحلول هيبس 1 مللي مولار.

أخيرا ، قم بتفريق الجسيمات النانوية neridronate في 2 ملليلتر من 1 ملي مولار هيبس عازلة. للتحقق من الحجم الهيدروديناميكي وإمكانات زيتا ، أضف 0.7 مل من الجسيمات النانوية neridronate إلى خلية شعرية مطوية يمكن التخلص منها وضعها في zetsizer لتحليلها. قدمت جميع الجسيمات النانوية حجما هيدروديناميكيا صغيرا في توزيع ضيق جدا للحجم.

تقدم الجسيمات بلورة ممتازة كما هو موضح في صور TEM. بالإضافة إلى ذلك ، تم الحصول على نفس النتائج للحجم الهيدروديناميكي والتوزيع بعد أربع تكرارات للتوليف ، مما يدل على أحد أهم جوانب نهج الميكروويف ، وهو قابليته للتكرار. تم فحص خصائص ربط أيون الكالسيوم بسبب البايفوسفونيت الموجود في الجسيمات النانوية نيريدرونات عن طريق قياس الاسترخاء وأظهرت أن وقت الاسترخاء T2 يزداد خطيا مع كمية أيون الكالسيوم ووقت الحضانة بسبب تكوين مجموعات الجسيمات النانوية بينما ظلت الجسيمات النانوية بدون أيون الكالسيوم مستقرة.

تم إجراء تجارب التصوير بالرنين المغناطيسي في الجسم الحي على الفئران بالضربة القاضية البالغة من العمر 48 أسبوعا وبعد ساعة واحدة من الحقن ، كانت الإشارة من البلاك منخفضة الشدة مقارنة بالصور القاعدية. بالإضافة إلى ذلك ، كانت نسبة البلاك إلى العضلات مختلفة بشكل كبير بين الصور القاعدية وساعة واحدة بعد الحقن. كما تمت مراقبة الإشارة في الكبد بعد حقن الجسيمات النانوية التي تم إزالتها تماما من الدورة الدموية بعد 20 دقيقة ، مما يؤكد التراكم الانتقائي لهذه الجسيمات النانوية تجاه لويحات تصلب الشرايين.

تم إجراء التصوير خارج الجسم الحي والأنسجة وأظهر تصوير الشريان الأورطي ، مع وبدون جسيمات نانوية ، اختلافات في شدة الإشارة بالاتفاق مع التجارب في الجسم الحي. بمجرد إتقانها ، تسمح تقنية الميكروويف بتوصيف التوليف واكتشاف البلاك في وقت إجمالي قدره 3 ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. ميزة أخرى لهذه الطريقة هي أنه مع تعديل بسيط ، يمكن إجراء تقنيات تصوير أخرى ، مثل التصوير الحراري ، من أجل الإجابة على أسئلة إضافية مثل القياس الكمي لتصلب الشرايين.

بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال تصوير القلب والأوعية الدموية لاستكشاف التشخيص المبكر لتصلب الشرايين من خلال إعداد تجريبي يمكن تكييفه بسهولة مع الاحتياجات السريرية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إنتاج جزيئات أكسيد الحديد النانوية المحبة للماء باستخدام الميكروويف وتطبيقه في تصوير القلب والأوعية الدموية. لا تنس أن العمل مع أفران الميكروويف يمكن أن يكون خطيرا اعتمادا على الفرن المستخدم ، ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل التحكم في ضغط الصهريج أثناء تنفيذ هذا الإجراء.