Name: 一分钟，小一瓦光热消融肿瘤使用Porphysomes，内在多功能纳米囊泡 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-09-17T19:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 51 s
Description: 了解利用高压挤出法合成卟啉体纳米囊泡用于肿瘤光热治疗的技术。该方法通过激光照射实现高效热消融，在动物实验中达到100%存活率，为肿瘤诊疗提供新策略。

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本工作由玛格丽特公主医院基金会、加拿大自然科学与工程研究理事会、加拿大卫生研究院、加拿大创新基金会、前列腺癌研究Joey和Toby Tanenbaum/巴西舞会主席基金、纽约州立大学研究基金会资助以及布法罗大学的启动资金支持。

1. 原卟啉-脂质的合成
<ol>
	<li>将200 mmol焦脱镁叶绿酸（由Spirulina Pacifica藻类制备，制备方法见前文；Zheng et al., Bioconj. Chem., 2002, 13-392）4、98.7 mg 16:0 溶血磷脂酰胆碱（1-棕榈酰-2-羟基-sn-甘油-3-磷酸胆碱，Avanti Polar Lipids #855675）、76.3 mg EDC 和 48.7 mg DMAP（4-(二甲氨基)吡啶）溶于5 ml 戊烯稳定氯仿中，使Pyro:脂质:EDC:DMAP的摩尔比为1:1:2:2。</li>
	<li>在氩气保护下室温搅拌反应混合物24小时。使用旋转蒸发仪在减压条件下加热至40 °C，蒸发除去氯仿。得到焦脱镁叶绿酸-脂质异构体混合物（焦脱镁叶绿酸连接于sn-1或sn-2位）。</li>
	<li>将焦脱镁叶绿酸-脂质异构体混合物重新悬浮于含1 mM CaCl2、50 mM Tris（pH 8）、0.5% Triton X-100和10%甲醇的溶液中，浓度为5 mg/ml。加入来自蜜蜂毒液的磷脂酶A2（PLA2），终浓度为0.1 mg/ml，于37 °C孵育24小时，以消化sn-1位的焦脱镁叶绿酸-脂质，获得纯化的sn-2位焦脱镁叶绿酸-脂质异构体。</li>
	<li>加入2倍体积的氯仿和1.25倍体积的甲醇，进行萃取，然后在40 °C下通过减压旋转蒸发除去溶剂。将裂解产物重新溶解于含1%甲醇的二氯甲烷中，并通过小型二醇硅胶柱纯化，获得异构体纯的焦脱镁叶绿酸-脂质。</li>
</ol>
2. 原卟啉体的制备
<ol>
	<li>分别将焦脱镁叶绿酸-脂质、二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酰乙醇胺-N-甲氧基（聚乙二醇）（PEG-2000-PE）和胆固醇溶于氯仿中，并分别记录其浓度。</li>
	<li>在一支12×75 mm的硼硅酸盐试管中制备总脂质质量为5 mg/管的卟啉体脂质膜，其中包含65 mol% 卟啉-脂质、5 mol% PEG-2000-PE 和30 mol% 胆固醇。</li>
	<li>在氮气流下干燥脂质膜，并在真空条件下继续干燥1小时。将脂质膜在氩气环境中于-20 °C保存，直至后续进行水合与挤出操作。</li>
	<li>向每支含有脂质膜的试管中加入1 ml磷酸盐缓冲液（PBS，150 mM NaCl，10 mM磷酸盐，pH 7.4）。将试管浸入液氮中冷冻至完全凝固，然后在65 °C水浴中解冻至样品完全融化。涡旋振荡试管共30秒（每次10秒，共3次，每次间隔期间在65 °C水浴中重新加热5秒）。</li>
	<li>根据需要重复冻融循环至少5次，直至水合溶液中无明显大颗粒聚集体存在。完成后将卟啉体悬液置于冰上保存。</li>
	<li>组装高压挤出器（10 ml），安装两片堆叠的100 nm聚碳酸酯滤膜。将热控挤出器连接至恒温循环器，以维持65 °C循环水浴，并将挤出系统连接至氮气罐以提供高压。</li>
	<li>使用9英寸玻璃转移移液管将卟啉体悬液转移至挤出器腔室。通过调节氮气罐减压阀旋钮设定压力，使初始挤出压力读数在200至300 psig之间。逐渐打开压力调节阀，直至达到足够的卟啉体流速或压力最高达到800 psig（5,440 kPa）。</li>
	<li>完成第一次挤出后，关闭压力控制阀，并通过打开挤出器顶部的泄压阀释放系统压力。用新挤出的卟啉体溶液重新填充挤出器腔室，并至少重复挤出10次，以确保最终挤出液均匀一致。</li>
	<li>通过紫外-可见分光光度计测定甲醇稀释样品的吸光度，确定最终卟啉体溶液的浓度。使用以下公式计算浓度，其中焦脱镁叶绿酸-脂质在410 nm处的摩尔消光系数为97,000 M-1cm-1。</li>
</ol>
<img alt="光谱学公式：利用吸光度和消光系数计算浓度。" src="/files/ftp_upload/50536/50536eq1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="方程 1">
<ol start="10">
	<li>使用马尔文Zetasizer ZS90通过动态光散射测定porphysome的最终粒径分布。将porphysome溶液用PBS稀释后，进行三次测量，每次测量包含15次运行，取平均结果。</li>
	<li>通过荧光分光光度计比较淬灭状态下的porphysome（1 mM PBS溶液）与未淬灭状态下的porphysome（1 mM含1% Triton X-100溶液）的荧光发射，以确定其荧光淬灭程度。分别在加入去垢剂（Triton X-100）前后采集荧光光谱，并将信号读数归一化至最大荧光强度。设定激发波长为410 nm，发射波长范围为600–800 nm。</li>
	<li>将porphysome溶液在4 °C下以氩气保护保存，并用铝箔包裹避光，以备后续使用。</li>
</ol>
3. 动物异种移植模型的制备
<ol>
	<li>在含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基中培养KB细胞，并将细胞置于37 °C、5% CO2及湿润的环境中维持培养。</li>
	<li>采用标准细胞培养技术收集KB细胞。将细胞悬液（20,000个细胞/ml）置于冰上，用磷酸盐缓冲液（PBS）短期保存，直至注射前使用。</li>
	<li>在裸鼠上建立KB异种移植瘤模型。裸鼠购自Charles River Laboratories，体重20 g（货号# Crl:NU(NCr)-Foxn1nu，6-7周龄），给予标准饮食和垫料（Harlan Laboratories；饲料：辐照LM-485，#7912；垫料：玉米芯垫料，¼”，#7097）。实验前对所有动物操作工具（注射器、镊子和动物垫）进行灭菌处理。使用2%（v/v）异氟烷以100%氧气为载气进行麻醉。所有动物实验方案均经本单位（本例为University Health Network）动物护理与使用委员会批准。</li>
	<li>将悬浮于PBS中的肿瘤细胞悬液皮下注射至小鼠右侧 flank 区域。接种10天后，当肿瘤直径达到4–5 mm、厚度达到2–3 mm时，小鼠即可用于实验。</li>
</ol>
4. 在体 光热治疗
<ol>
	<li>通过尾静脉静脉注射含750 nmol吡咯的porphysomes（体积为200 µl）。在注射porphysomes后24小时进行激光照射。</li>
	<li>本节所有操作均应在封闭的激光安全室内进行。激光照射期间需佩戴激光防护眼镜。</li>
	<li>设置激光照射设备。将激光光纤和散射器用夹子固定在支架上。将激光功率调至低水平并开启激光器。调节激光光纤高度，使照射区域直径达到9 mm（DPSS激光器，LaserGlow Technologies，多伦多，加拿大），使用功率计校准激光功率至750 mW（1.18 W/cm2），然后关闭激光器以准备动物实验。</li>
	<li>通过鼻罩给予2%（v/v）异氟烷与100%氧气混合气体麻醉动物（无废气收集系统，异氟烷可能对人类健康构成危害）。用镊子或手指轻夹动物后肢脚趾，确认动物已达到足够深度的麻醉状态。当动物对此刺激无反应时，即可进行激光照射。</li>
	<li>使用红外热成像相机（Mikroshot，LUMASENSE Technologies）监测肿瘤温度。将相机靠近肿瘤部位，调焦清晰，并在光热治疗（PTT）开始前采集一张预处理PTT图像及一张常规白光图像。</li>
	<li>再次开启激光器，将光功率增加至750 mW。将肿瘤置于激光束中心位置，确保肿瘤完全被覆盖，开始计时照射。在持续1分钟的激光治疗过程中，每5秒采集一次肿瘤温度图像。1分钟后关闭激光器。停止2%异氟烷气体供应，等待动物从麻醉中恢复后放回笼中。</li>
	<li>根据大学健康网络批准的动物实验方案，将小鼠饲养在恒温动物房中，维持12小时光照/12小时黑暗的循环周期。激光照射后一周内，皮下注射布托啡诺（0.05 mg/kg，每日两次），以减轻瘢痕引起的疼痛。每两天使用游标卡尺测量肿瘤直径并拍摄照片。采用以下公式计算肿瘤体积：V=π/6 · a · b2，其中a为长径，b为短径。</li>
	<li>当肿瘤长径达到10 mm时（此为本实验室规定的实验终点），将动物放入CO2安乐死舱内实施安乐死。随后进行颈椎脱位处理。绘制生存曲线。</li>
</ol>

<ol><li>Lovell, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porphysome+nanovesicles+generated+by+porphyrin+bilayers+for+use+as+multimodal+biophotonic+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Porphysome nanovesicles generated by porphyrin bilayers for use as multimodal biophotonic contrast agents.</a> Nat. Mater. 10, 324-332 (2011).</li>
<li>Lovell, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enzymatic+regioselection+for+the+synthesis+and+biodegradation+of+porphysome+nanovesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed+Engl%22%5BJournal%5D)">Enzymatic regioselection for the synthesis and biodegradation of porphysome nanovesicles.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 51, 2429-2433 (2012).</li>
<li>Liu, T. W., MacDonald, T. D., Shi, J., Wilson, B. C., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsically+Copper-64-Labeled+Organic+Nanoparticles+as+Radiotracers%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%22%5BJournal%5D)">Intrinsically Copper-64-Labeled Organic Nanoparticles as Radiotracers.</a> Angewandte Chemie. , (2012).</li>
<li>Zheng, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-density+lipoprotein+reconstituted+by+pyropheophorbide+cholesteryl+oleate+as+target-specific+photosensitizer%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjug+Chem%22%5BJournal%5D)">Low-density lipoprotein reconstituted by pyropheophorbide cholesteryl oleate as target-specific photosensitizer.</a> Bioconjug Chem. 13, 392-396 (2002).</li>
<li>Chen, B., Pogue, B. W., Hasan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liposomal+delivery+of+photosensitising+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opin+Drug+Deliv%22%5BJournal%5D)">Liposomal delivery of photosensitising agents.</a> Expert Opin Drug Deliv. 2, 477-487 (2005).</li>
<li>Jin, C. S., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liposomal+nanostructures+for+photosensitizer+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg+Med%22%5BJournal%5D)">Liposomal nanostructures for photosensitizer delivery.</a> Lasers Surg Med. 43, 734-748 (2011).</li>
<li>Olson, F., Hunt, C. A., Szoka, F. C., Vail, W. J., Papahadjopoulos, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+liposomes+of+defined+size+distribution+by+extrusion+through+polycarbonate+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim+Biophys+Acta%22%5BJournal%5D)">Preparation of liposomes of defined size distribution by extrusion through polycarbonate membranes.</a> Biochim Biophys Acta. 557, 9-23 (1979).</li>
<li>Berger, N., Sachse, A., Bender, J., Schubert, R., Brandl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Filter+extrusion+of+liposomes+using+different+devices%3A+comparison+of+liposome+size%2C+encapsulation+efficiency%2C+and+process+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Pharm%22%5BJournal%5D)">Filter extrusion of liposomes using different devices: comparison of liposome size, encapsulation efficiency, and process characteristics.</a> Int J Pharm. 223, 55-68 (2001).</li>
<li>Jesorka, A., Orwar, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liposomes%3A+technologies+and+analytical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Anal+Chem+%28Palo+Alto+Calif%29%22%5BJournal%5D)">Liposomes: technologies and analytical applications.</a> Annu Rev Anal Chem (Palo Alto Calif). 1, 801-832 (2008).</li>
<li>Lapinski, M. M., Castro-Forero, A., Greiner, A. J., Ofoli, R. Y., Blanchard, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+liposomes+formed+by+sonication+and+extrusion%3A+rotational+and+translational+diffusion+of+an+embedded+chromophore%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Comparison of liposomes formed by sonication and extrusion: rotational and translational diffusion of an embedded chromophore.</a> Langmuir. 23, 11677-11683 (2007).</li>
<li>Liu, D., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+Homogeneity+of+a+Liposome+Preparation+is+Crucial+for+Liposome+Biodistribution+In+Vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Liposome+Research%22%5BJournal%5D)">Size Homogeneity of a Liposome Preparation is Crucial for Liposome Biodistribution In Vivo.</a> Journal of Liposome Research. 2, 57-66 (1992).</li>
<li>Zhang, Y., Lovell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porphyrins+as+Theranostic+Agents+from+Prehistoric+to+Modern+Times%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Porphyrins as Theranostic Agents from Prehistoric to Modern Times.</a> Theranostics. 2, 905-915 (2012).</li>
</ol>

我们没有需要披露的内容。

在药物递送技术的开发过程中，多功能纳米颗粒因其能够在保持高载药量的同时精确追踪药物递送载体，正受到广泛研究。与直接使用卟啉相比，负载卟啉的脂质体具有更优的药代动力学特性和更高的递送效率，但仍存在一些障碍，包括卟啉负载量受限以及卟啉从脂质体快速重新分布至血浆蛋白5,6。与传统的脂质体递送系统（将游离卟啉插入脂质体核心或脂双层中）不同，焦脱镁叶绿酸（pyro）可直接且稳定地共价连接至磷脂分子，并自组装形成类似脂质体的纳米结构，即卟啉体（porphysomes）。因此，卟啉体的双层结构实现了极高的卟啉堆积密度，从而导致焦脱镁叶绿酸荧光的结构依赖性自猝灭现象以及高消光系数。
这些热解脂质偶联物通过类似于脂质体的制备方法（如常用于制备尺寸均一的单层囊泡的膜挤出法），在水相缓冲液中自组装形成卟啉体7-9挤出过程始于干燥的脂质膜，将其在水溶液中水合，并经历多次冻融循环，以形成粒径分布较宽的多层囊泡。10当水合后的porphysome脂质膜浓度超过1 mg/ml时，手动挤出在物理操作上变得困难，因此在需要扩大porphysome制备...

卟啉体是我们近期研发的一种新型多功能纳米囊泡，具有多模态成像与治疗能力1由自组装的卟啉双分子层形成，含有极高密度的卟啉（每个卟啉体颗粒超过83,000个），因而具有大的消光系数，并产生依赖于结构的独特的荧光自猝灭效应。卟啉体具有良好的 体内 药代动力学与生物分布特性：系统给药后，其血液半衰期为12小时，并在注射后24小时以7.5% ID/g的水平被动富集于异种移植肿瘤中2.
其独特的结构和理化特性使卟啉体成为多模态成像和影像引导治疗的良好候选材料。首先，由于含有卟啉，卟啉体在蓄积于肿瘤部位后，天然适用于肿瘤的荧光成像1此外，每种卟啉都具有一个稳定的螯合放射性同位素位点，因此卟啉体可轻松标记放射性同位素（如用于PET成像的64Cu）3此外，当卟啉体结构完整时，在激光照射下吸收的光能会以热能形式耗散，因此卟啉体还表现出独特的光声成像和光热治疗能力。研究表明，静脉注射卟啉体24小时后，对富集了卟啉体的肿瘤进行激光照射，可迅速升温并实现强烈的光热消融。这证明了卟啉体是高效的光热增强剂，其消光系数与金纳米颗粒（AuNPs）相当。1另一方面，与其他无机光热剂（如金纳米颗粒）相比，由于具有有机特性，卟啉体在生物安全性方面表现出显著优势。卟啉体可被酶降解，在小鼠中即使静脉注射剂量高达1,000 mg/kg也仅引起极低的急性毒性。1此外，与脂质体类似，卟啉体的大水核可被动或主动载入治疗剂或成像剂。卟啉体的光学特性及生物相容性表明，有机纳米颗粒在生物光子成像与治疗中具有多模态应用潜力。
本文介绍了焦脱镁叶绿酸-脂质共轭物的合成方法，以及利用高压挤出法制备和表征卟啉体的方法。体内光热治疗实验在小鼠上进行，以验证在皮下移植瘤模型中，基于卟啉体的光热治疗在肿瘤治疗中的有效性。

<table><tbody><tr><td>旋转蒸发仪</td><td>Thermo-Savant</td><td>SPD131DDA</td><td></td></tr><tr><td>涡旋振荡器</td><td>Scientific Industries</td><td>SI-0236</td><td>型号：G560</td></tr><tr><td>高压挤出器</td><td>LIPEX, Northern Lipids Inc.</td><td>T.001</td><td>10 ml 热控挤出装置</td></tr><tr><td>加热循环浴（恒温循环器）</td><td>Thermo SCIENTIFIC</td><td>SC100-S5P</td><td></td></tr><tr><td>聚碳酸酯滤膜</td><td>Avanti Polar Lipids</td><td>610005</td><td>孔径 100 nm，膜直径 19 mm</td></tr><tr><td>泽塔电位分析仪</td><td>Malvern Instruments</td><td>ZS90</td><td></td></tr><tr><td>紫外/可见分光光度计</td><td>Varian Australia</td><td>Cary 50 Bio UV/ Visible Spectrophotometer</td><td> </td></tr><tr><td>荧光分光光度计</td><td>HORIBA Scientific</td><td>FluoroMax-4</td><td></td></tr><tr><td>透射电子显微镜（TEM）</td><td>Hitachi</td><td>H-7000</td><td></td></tr><tr><td>细胞培养箱</td><td>SANYO</td><td>MCO-18AIC</td><td></td></tr><tr><td>功率计</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td>配备 S142C 传感器</td></tr><tr><td>671 nm 激光器</td><td>LaserGlow Technologies</td><td>LRS-0671_PFN-02000-05</td><td>序列号：10097270</td></tr><tr><td>红外测温仪</td><td>Mikroshot, LUMASENSE Technologies</td><td>9102409</td><td></td></tr><tr><td>激光防护眼镜</td><td>LaserGlow Technologies</td><td>AGF6602XX</td><td>光学密度：630–700 nm 范围内 ≥1.5</td></tr></tbody></table>

一种利用固有多功能纳米囊泡——卟啉体实现一分钟内、亚瓦功率光热消融肿瘤的方法

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal Tumor Ablation Using Porphysomes, Intrinsic Multifunctional Nanovesicles

我们近期开发了卟啉体作为本质上的多功能纳米囊泡。将光敏剂焦脱镁叶绿酸α与磷脂共轭后，自组装形成类似脂质体的球形囊泡。由于卟啉-脂质双分子层中卟啉分子密度极高，卟啉体表现出巨大的消光系数、结构依赖性的荧光自猝灭特性以及优异的光热效应。在我们的制备方法中，采用高压挤出法合成卟啉体，其平均粒径约为120 nm。静脉注射卟啉体24小时后，对肿瘤部位以750 mW（1.18 W/cm2）、671 nm激光照射1分钟，局部温度迅速从30 °C升高至62 °C。肿瘤完全热消融后，焦痂形成并在2周内愈合；而在对照组中，肿瘤持续生长，均在3周内达到预设的实验终点。这些数据表明，卟啉体可作为高效的光热治疗（PTT）试剂。

焦脱镁叶绿酸与磷脂共价结合形成稳定的脂质单体（图1a），并通过高压挤出法经膜挤出工艺使这些偶联物自组装形成卟啉体。在挤出的前3个循环中，通常难以挤出卟啉体-脂质悬浮液，流速相对较慢。随着挤出次数增加，挤出溶液的流速逐渐提高，必要时可略微降低压力。粒径、浓度和淬灭效率是挤出后表征纳米颗粒的三个重要性质。所制备的卟啉体具有高度均一的粒径分布（主峰约120 nm）（图1b和1c），具有两个主要吸收峰（410 nm和677 nm，图1d），在4 °C保存时可保持稳定超过12个月。当纳米结构完整时，卟啉的荧光淬灭率可高达99.8%（图1e）。
对于 在体 PTT，在卟啉体给药后24小时进行激光照射可迅速产生热量（图2）。经激光照射后，卟啉体可使温度升高超过 35 °C 照射1分钟后，而单独使用激光仅引起不到 10 °C最终肿瘤温度达到这一点非常重要 55 °C 以确保肿瘤完全消融。PTT照射后，由于强烈的热...

我们开发了一种新型的内在多功能纳米囊泡，称为porphysosome。该囊泡具有结构依赖性的荧光自猝灭特性和独特的光热特性，因而可作为高效的光热治疗试剂。我们采用高压挤出法制备了porphysosome，并在异种移植肿瘤模型中评估了其光热治疗效果。

我们近期开发了卟啉体作为本质上的多功能纳米囊泡。一种光敏剂，焦脱镁叶绿酸 α，被共价连接到……

以下实验的总体目标是展示利用高压挤出机制备卟啉四聚体（por foursomes）的方法，以及在皮下异种移植瘤模型中，卟啉四聚体介导的光热疗法治疗肿瘤的有效性。该过程首先将吡咯四（pyro four）通过α连接至磷脂，形成吡咯四-脂质（pyro feel four by lipid）；第二步，通过高压挤出使吡咯四-脂质自组装形成卟啉四聚体，并对其进行质量表征。随后将卟啉五聚体（por fivesomes）注射至携带皮下肿瘤的动物体内，以验证其在光热治疗中的疗效。激光照射后，实验结果表明，卟啉五聚体具有高度均一性的纳米颗粒特性，荧光高度淬灭，并且基于体内动物实验中100%的存活率，证明其是一种高效的光热治疗剂。Por四聚体是首批兼具高效光热增强性能的有机纳米颗粒，同时保持了传统脂质体的药物负载能力和生物相容性，并适用于多模态成像及影像引导治疗。该技术的应用前景涵盖肿瘤的治疗与诊断。在本实验之前，已根据文献方案合成了Pyro四聚体-脂质。分别将焦磷酸四酯与脂质聚乙二醇及胆固醇溶于氯仿中。在室温下的通风橱中记录每种溶液的浓度。在硼硅酸盐试管中配制孔蛋白四联脂质，每管总脂质质量为5毫克。将卟啉脂质PEG 2000 PE与胆固醇按摩尔分数浓度分别为65.5%和30%进行混合。接下来，先用氮气流短暂吹干形成脂质膜，再将脂质膜置于真空条件下干燥一小时。制备好的脂质膜可于氩气环境中–20 °C保存，以备后续水化和挤出使用。首先，向每支含有脂质膜的试管中加入一毫升 PBS 缓冲液以开始水化和挤出过程。将每支试管在液氮中完全冷冻，随后在65摄氏度的水浴中解冻，直至完全融化。每次涡旋振荡10秒，重复三次，每次涡旋之间在水浴中重新加热5秒。重复冻融涡旋循环五次或更多次，直至水合溶液中观察不到大的聚集体。最后，将脂质体悬浮液置于冰上。接下来，组装一个10毫升高压挤出器，并装入两片叠放的100纳米聚碳酸酯滤膜。将挤出机连接至设定为65摄氏度的控温循环水浴。然后将挤出机系统连接至氮气罐以提供压力。接着使用一支9英寸玻璃移液管将悬浮液转移至挤出机腔室中。将初始挤出压力调至 200 至 300 PSIG 之间。然后逐渐打开阀门，直至获得足够的多孔流。首次挤出后，压力不得超过 800 PSIG。关闭压力控制阀，打开压力释放阀。用新鲜溶液重新填充挤出器，并重复该过程至少10次，以确保最终挤出的溶液完全均匀。通过使用紫外-可见分光光度计测量甲醇中稀释样品的吸光度，确定最终多孔四聚体溶液的浓度。接下来，用 PBS 将 por 四聚体溶液按 1:60 的比例稀释。然后通过动态光散射法对 por 四聚体的分布进行三次测量。进行 15 次独立实验，并对结果取平均值。最后，通过比较在 PBS 中含有 1 毫摩尔的淬灭态 PHY 与在 1% Triton X-100 中含有 1 毫摩尔的未淬灭态 por fi

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Research

科研

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Bioengineering

生物工程

一分钟，小一瓦光热消融肿瘤使用Porphysomes，内在多功能纳米囊泡

微泡的超声辐照是一种有前景的策略，可在降低的时间平均声功率下实现肿瘤消融，并实现治疗药物的靶向递送。本研究的目的是开发低占空比的超声脉冲策略和纳米载体，以最大程度地实现非热性微血管消融，并将载药递送至皮下C6胶质瘤。...

通过载药纳米颗粒递送与微血管消融实现小鼠胶质瘤的超声造影靶向治疗

相变型纳米乳剂（PSNE）可通过高强度聚焦超声触发汽化，从而增强局部加热效果，提高肿瘤热消融效率。本报告描述了具有窄粒径分布的稳定PSNE的制备方法，并在模拟组织的体模中展示了汽化后PSNE对超声介导消融效果的影响。...

用于声致液滴汽化及气泡增强超声介导消融的窄分布相变型纳米乳液的合成

已开发出一种与磁共振成像兼容的 定制化基于激光的加热装置，用于对皮下肿瘤进行局部加热，从而在肿瘤区域特异性地激活热敏脂质体中药物的释放。...

定制设计的基于激光的加热装置用于在磁共振成像引导下触发热敏脂质体释放顺铂

本方案通过同时使用近红外脉冲激光和高强度聚焦超声（HIFU）照射凝胶模型，实现了空化成核的可控诱导。所产生的空化效应可用于增强HIFU的成像效果和/或治疗应用。...

通过等离子体金纳米颗粒可控成核空化以增强高强度聚焦超声应用

本文介绍了一种通过自组装制备氧化铁纳米颗粒包壳微泡（NSMs）的方案，该方案将磁性、声学和光学响应性协同整合于一个纳米治疗平台中，用于磁热疗与光热联合癌症治疗。...

磁性、声学与光学三重响应型微泡用于磁热与光热联合癌症治疗

本文介绍了制备用于等离子体光热治疗的肿瘤组织仿体的实验方案，该仿体可复制光学特性。文章详细描述了仿体的制备、光热性能评估，以及基于光热温度测量对所建立的数值模型进行验证，以评估治疗参数，提供了一种伦理且成本效益高的替代方法 体内...

基于等离激元光热效应的癌症治疗：用于可视化光热温度分布的嵌有纳米颗粒的仿肿瘤组织体模

本方案介绍了在实体瘤模型中实施靶向热疗所必需的技术与方法。该方法利用瘤内注射的金纳米棒对近红外光的光热转换作用，从而在肿瘤微环境中诱导局部加热。...

通过瘤内注射金纳米棒介导近红外光的光热转换在小鼠肿瘤模型中诱导靶向性轻度高热

一种成像方法 离体 通过光学频率域成像（OFDI）对肺切除标本进行成像，并实现与组织病理学的精确对应，该方法对于建立肺部病理特异性的OFDI解读标准至关重要。此技术可推广应用于其他组织类型及成像技术，以获得精确的影像与组织病理学对应关系，从而实现准确的图像解读与评估。利用该技术建立的影像判读标准，可进一步用于未来影像评估研究。 体内...

离体肺切除标本的光学频率域成像：实现图像与组织病理学一对一相关性

植物病毒纳米颗粒（VNPs）是生物医学应用中有前景的平台。本文介绍了植物VNPs的增殖、纯化、表征及生物偶联的操作步骤。最后，我们展示了利用小鼠异种移植模型和荧光成像技术，将VNPs应用于肿瘤靶向与成像的研究。...

病毒纳米颗粒用于 在体 肿瘤成像

本文介绍了使用模拟组织（TM）材料构建临床前多模态体模的内部操作流程，该体模用于动物成像技术（如超声（US）、计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI））中肿瘤大小测量的质量保证（QA）。...

用于肿瘤大小测量质量控制的临床前多模态模体的构建：基于仿组织材料

了解利用高压挤出法合成卟啉体纳米囊泡用于肿瘤光热治疗的技术。该方法通过激光照射实现高效热消融，在动物实验中达到100%存活率，为肿瘤诊疗提供新策略。

一种利用固有多功能纳米囊泡——卟啉体实现一分钟内、亚瓦功率光热消融肿瘤的方法

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