2021年10月15日
本方案概述了多模态相变卟啉液滴的合成与表征方法。
本方案具有重要意义,因为它提供了从脂质膜到脂质溶液、再到微泡、最终形成液滴的完整制备流程。该技术的主要优势在于将微泡浓缩为液滴的过程极为简便,仅需冷却和涡旋,无需加压即可生成液滴。
视觉演示至关重要,因为检测微泡是否成功浓缩的一个简单方法就是通过肉眼观察其半透明性的变化。本实验操作由郑刚实验室的硕士研究生Kimoon Yoo进行示范。使用去盖器去除血清瓶上的铝封盖,然后将一毫升脂质溶液沿内壁缓慢流入一个带有酚醛螺帽的1.85毫升硼硅酸盐玻璃样品瓶中,注意避免产生气泡。
使用1.85毫升样品瓶,准备通过气体交换装置将十氟丁烷气体通入样品瓶的顶空部分。确保气体交换装置上的所有阀门均已关闭,并且泵已关闭。打开歧管阀,小心地将歧管上对应的针头从保护套中取出。
打开压力阀A和压力阀B,将气体钢瓶阀门逆时针旋转约1/16至1/8圈,使其部分开启。打开T型手柄阀,并取下装有脂质溶液的样品瓶盖。将歧管针置于样品瓶液面与空气交界处上方,缓慢顺时针调节空气调节阀,直至空气调节表指针从静止位置略微移动,使全氟碳化物气体缓慢通入样品瓶顶空30秒,注意避免产生气泡。
如有必要,调节空气调节阀。30 秒后,小心而迅速地保持样品瓶稳定,避免过度移动样品瓶。需同时关注气体钢瓶阀门、T 型手柄阀门、空气调节阀、压力阀 A、压力阀 B 和歧管阀门。
小心地将针头套上保护套,然后标记样品瓶,并顺时针方向用封口蜡膜密封瓶口。将样品瓶避光保存于4°C环境中,至少10分钟,最长可保存24小时。取约100克干冰放入一个保温容器中,另取常规冰块放入另一个保温容器中。
取出先前准备好的全氟丁烷血清小瓶、1.5英寸20号针头、1毫升塑料注射器、200毫升容器、金属镊子和温度计。将含有脂质溶液的样品瓶放入机械振荡器中,振荡45秒。应观察到颜色和半透明度的变化。
机械振荡后,将样品瓶正立放置,避光,并开始15分钟倒计时,以冷却样品瓶并筛选微泡。当倒计时至10分钟时,用金属镊子取干冰将约200毫升异丙醇冷却至零下20摄氏度。微泡筛选15分钟后,观察样品瓶内经尺寸筛选后的分层部分。
保持样品瓶正立,小心打开瓶盖,用连接在1毫升塑料注射器上的1.5英寸20号针头吸取约0.7毫升的下层液体。确保不吸出上层液体,且不要轻弹注射器以排除气泡。将另一支20号针头对准氟代丁烷血清瓶橡胶塞上的中心圆圈插入,同时保持针头靠近血清瓶顶部以进行排气,然后将含有选定尺寸微泡的针头插入血清瓶中。
缓慢转移经尺寸筛选的微泡。让液体沿全氟丁烷血清瓶的内壁轻轻流下。当所有经尺寸筛选的微泡溶液完成转移后,取下连接注射器的针头,但保留排气针以释放负压。
向异丙醇浴中加入少量干冰或室温异丙醇,以确保浴液温度维持在负15至负17摄氏度之间。将带有20号排气针的血清瓶插入异丙醇浴中,保持微泡液面低于异丙醇液面,而瓶口部分高于异丙醇液面,并间歇性地旋转血清瓶两分钟,以使微泡凝聚。切勿在异丙醇中持续旋转血清瓶,且避免溶液冻结。
轻轻旋转约五秒钟,然后将血清小瓶从异丙醇中取出。检查是否有冰核形成,随后继续在异丙醇中旋转。如果出现结冰现象,将血清小瓶在空气中轻轻旋转,直至冰晶消失。
两分钟冷凝后,将血清小瓶从异丙醇浴中取出,并移除通气针。微气泡应已凝聚成液滴,可通过透光性的变化进行判断。擦拭血清小瓶,贴上标签,并置于避光的隔热容器内的普通冰上,直至使用前。
只要及时更换融化的冰,带有完整铝封的未开封液滴可保持稳定长达六小时。准备使用时,用脱盖器移除铝封。使用本方案后,通过孔径为10微米的库尔特计数器对预冷凝、经尺寸筛选的微泡以及冷凝后的液滴进行粒径测定。
显示了30%焦磷酸脂质制剂的粒径数据。此处展示了基于粒径数据的统计结果。通过比较浓缩前后平均直径的比值,结果显示,随着焦磷酸脂质含量的增加,浓度降低,平均直径增大。
展示了含30%焦-脂质液滴样品的典型吸收测量结果。结果显示,完整的组装结构具有不同于单独未组装脂质组分的光学特性,这体现在不同的吸收峰上。此处还展示了含30%焦-脂质的预凝聚微泡和凝聚后液滴样品的典型荧光测量结果,表明完整样品与其破坏形式之间具有不同的荧光峰。
展示了在不同压力下成像的30%吡咯-脂质液滴样品的代表性超声图像。在低压条件下,仅观察到来自琼脂合成过程中残留的气泡的背景信号。在稍高的功率下,产生了少量微泡,表现为亮斑点的出现。
随着压力的增加,产生的微泡数量也更多。需要注意的是,此处的冷凝温度是针对这种特定的液滴壳层配方进行优化的。不同的壳层配方可能需要不同的温度。
本方案概述了多模态相变卟啉液滴的合成与表征方法。该技术强调通过简单的方法将微泡冷凝为液滴,无需加压处理。
多模态相变卟啉液滴通过实现生物分布的直接定量,解决了超声造影剂开发中的一个关键限制,而无需依赖伴随诊断。该技术能够支持递送效率和治疗靶向性的临床前评估,减少对间接测量方法的依赖。该方法通过在复杂的生物环境中提供正交读出,以表征造影剂的行为,从而提高对早期血管靶向和药物递送项目的预测可信度。
该方法通过实现尺寸筛选的微泡生成,并将其冷凝为可追踪的液滴,整合到发现工作流程中,支持从假设验证到先导化合物优化的推进。