פרוטוקולים להערכת אינטראקציות גל רדיו עם זהב חלקיקים ומערכות ביולוגיות ללא פולשני היפרתרמיה טיפול בסרטן

המטרה הכוללת של הליך זה היא להעריך את תכונות החימום של ננו-חלקיקי זהב בשדה חשמלי בתדר רדיו של 13.56 מגה-הרץ, במבחנה וב-vivo. זה מושג על ידי הערכה ראשונה של קצב החימום של ננו-חלקיקי זהב מרוכזים והמאגר שלהם בווטרינר קוורץ. השלב השני של ההליך הוא ביצוע מחקרי רעילות במבחנה של ננו-חלקיקי זהב עם תאים סרטניים מתורבתים.

השלב השלישי הוא ביצוע מחקרי in vivo של ננו-חלקיקי זהב במודל סרטן עכבר חוץ רחמי. בסופו של דבר, התוצאות יכולות להראות אם הננו-חלקיק שנחקר יכול להיות חומר יעיל לשימוש עם היפרתרמיה בתיווך RF באמצעות ניתוח הננו-חלקיקים בתרחיף, במבחנה וב-vivo. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום של היפותרמיה לא פולשנית בתיווך ננו-חלקיקים, כגון האם חימום נובע מהחלקיקים עצמם והאם ניתן להשתמש בו למטרות טיפוליות?

בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו מכיוון שאין הרבה פרוטוקולים מבוססים לביצוע ניסויים מסוג זה. הדגמת ההליך תמותג סיסנרוס, עוזר מחקר, סטיוארט קור, מדען פוסט-דוקטורט, וליילה גרין, מדענית פוסט-דוקטורט נוספת. כדוגמה, התחל עם בקבוק 500 מיליליטר זמין מסחרית של ננו-חלקיקי זהב בקוטר של חמישה ננומטר.

קח כ-125 מיליליטר מתמיסת ננו-חלקיקי הזהב וחלק אותה בין שישה צינורות סינון צנטריפוגות של 50 קילודלטון, צנטריפוגה את חלקיקי הננו ב-3000 סל"ד למשך שתי דקות וחמש שניות. הסר את ה-supernatant שהוא המאגר המסונן ומלא מחדש כל מסנן. עם יותר פתרון מלאי.

המשך בצנטריפוזיה והסרת המאגר וטעינה מחדש של הצינורות עד לסינון כל תמיסת הננו-חלקיקים. לאחר התוספת האחרונה, החלף את המאגר המסונן בנפח דומה של מים נטולי יונים וחזור על התהליך כשמונה פעמים נוספות לאחר טעינת דגימת המאגר המסוננת למכונת ה-RF. באמצעות תוכנת מצלמת האינפרא אדום צור קופסאות מעל ה-QVE כדי ללכוד את פרופיל החימום לאחר שמונה כביסות, נתוני החימום של תסנין ננו-חלקיקי זהב של חמישה ננומטר מתקרבים לאלה של מים נטולי יונים.

ניתוח UV vis יכול לשמש גם לניטור ספיגת מזהמים. פסגות. מוצג כאן ספקטרום נקי. לאחר שמזהמי החיץ הוסרו במלואם, אנו משעים את הננו-חלקיקים ב-0.5 מיליליטר של מים נטולי יונים בצינורות המסנן שמסירים את הננו-חלקיקים מהמסנן.

לאחר מכן שלב את כל ששת המתלים לצינור אחד של 15 מיליליטר. כעת, נתח את המדגם באמצעות UV VIS ופוטנציאל זטה לנתוני יציבות. השתמש במפרט המסה I-C-P-O-E-S ו/או ICP כדי לקבוע את ריכוז הננו-חלקיקים.

ניתן להשתמש בניתוח SEM ו/או TEM גם כדי להשיג נתונים מורפולוגיים באמצעות מערכת RF של קנזס או נגזרות של עומס, מזרק קוורץ של 1.3 מיליליטר, ולהגדיר את השדה החשמלי RF להיות כ-90 קילו-וולט למטר באוויר היכן שה-Q vete ישכון. עבור דגימת מלח סטנדרטית עם 0.9% נתרן כלורי, השדה החשמלי יופחת לכ-1.1 קילו-וולט למטר. אלו הם התנאים המשוערים המשמשים כדי לאפשר ביצוע השוואות בין מערכות RF שונות.

כעת, טען קוורץ נקי עם 1.3 מיליליטר של תרחיף ננו-חלקיקי זהב מטוהר בריכוז של 1000 מיליגרם לליטר. חשוף את הדגימה לשדה ה-RF למשך תקופה של 120 שניות או עד שהדגימה מגיעה ל-70 מעלות צלזיוס. חשיפת יתר עלולה להוביל לקשת חשמלית או לרתיחה מהירה.

לכוד את נתוני ההדמיה התרמית כמו גם אזורי בקרה באמצעות מצלמת IR והתוכנה הנלווית. חזור על הליך זה שלוש פעמים באותה דגימה. כעת סנן את הדגימה דרך מסנן צנטריפוגה נוסף של 50 קילודלטון כדי לחלץ את ננו-חלקיקי הזהב ממאגר המים.

לאחר מכן חשוף מחדש את המאגר לבד לשדה ה-RF. שוב, פי שלושה מההבדל בשעות בין קולואיד ננו-חלקיקי הזהב לבין המסנן קובע את הדופק בגלל ננו-חלקיקי הזהב עצמם. לבסוף, אנו משעים את ננו-חלקיקי הזהב הנותרים מהפילטר ב-1.3 מיליליטר מים לניסויים נוספים.

ניתן ליישם מחקרי מבחנה אלה על כל סוג של תא סרטני היוצר חד-שכבות דו-ממדיות. בדוגמה זו, קרצינומה הפטו-תאית אנושית שמקורה בהפ שלושה תאי B ישמשו בצלחת כ-50,000 תאים. בשלוש בארות של צלחת 12 בארות עם מיליליטר אחד של צמיחה.

המדיה ממשיכה לטעון תאים עד למילוי שלוש צלחות למחקרי ננו-חלקיקים, ושלוש צלחות מתמלאות כבקרות. דגרו את הצלחות בטמפרטורה של 37.5 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות. למחרת הכניסו 0.1 מיליליטר של תמיסת ננו-חלקיקי זהב של 1000 מיליגרם לליטר לכל באר משלושת לוחות הננו-חלקיקים ללוחות הבקרה.

ב 0.1 מיליליטר מים לכל אחד, דגרו היטב את כל הצלחות למשך 24 שעות נוספות. לאחר 24 שעות נוספות, שאפו את המדיה התאית ושטפו את התאים עם PBS כדי להסיר ננו-חלקיקי זהב הקשורים על פני השטח. לאחר מכן החלף את המדיה הסלולרית.

התאים מוכנים כעת לחשיפה ל-RF. הנח כל חבילת תאים של 12 בארות בתוך שדה ה-RF והמתן עד שהתאים יתקררו ל-31 מעלות צלזיוס. לאחר שהתקרר מעט, חשוף את התאים ל -3.5 דקות של RF.

הטמפרטורה הסופית של המדיה התאית תהיה כ-37 מעלות צלזיוס. העבירו את התאים לאינקובטור והמתינו 24 שעות לפני ניתוחם. כאשר התאים מוכנים, שאפו את המדיה והחליפו אותה בשני מיליליטר של 25% מגיב MTT במדיה.

לאחר מכן אפשר לתאים לדגור במשך ארבע שעות נוספות. לאחר מכן, החלף את מדיית ה-MTT בשני מיליליטר של DMSO. הנח את לוחות התאים על נדנדת ספסל למשך 10 דקות כדי לאפשר ל-DMSO להמיס את ריאגנטים MTT.

לבסוף, פיפטה 100 דגימות מיקרוליטר מכל באר לצלחת של 96 בארות וקרא אופטית את הצלחת ב-570 ננומטר. ניתן ליישם מחקרי in vivo אלה על כל סוג של סרטן היוצר גידולים מוצקים במודל שיקוף אורתוטופי או חוץ רחמי. בדוגמה זו, נעשה שימוש בתאי סרטן כבד מסוג Hep שלושה B עם עכברים עירומים BPC.

התחל עם כ-100,000 תאים טריפסין מקפיא את התאים ומייצר תמיסה של 2 מיליון תאים לכל 25 מיקרוליטר. הוסף כמות שווה של ג'ל מאטרי קר כקרח לתרחיף התא וערבב אותו היטב על ידי שאיפה חוזרת בפיפטה. כעת הזרקו את המתלה המעורב במיקום הרצוי על גבו של כל בעל חיים.

לאחר מספר שבועות, הגידולים יהיו עגולים של חצי סנטימטר עד סנטימטר בשלב זה, יתחילו טיפול בגלי רדיו וירדימו את העכברים בתמיסה של קטמין וקסילזין על ידי הזרקת IP וישמרו על חומם. לאחר מכן הזריקו את ננו-חלקיקי הזהב ישירות למחצית הגידולים באמצעות מזרק של סמ"ק אחד עם מחט בגודל 27 או 30. השתמש במקלון כירורגי כדי לספוג דם ולנגב את מקום ההזרקה במגבון אלכוהול.

כביקורת, הזריק רק PBS למחצית השנייה של הגידולים. כעת, טפלו במחצית מהעכברים בכל קבוצה. התקן את העכבר על הראש המקבל של מחולל ה- RF והגן על אזורים שאינם מטופלים באמצעות סרט נחושת, כולל העיניים, האוזניים והבהונות.

החלק החשוב ביותר בניסוי זה הוא הארקה נכונה של העכברים שלך. ללא הארקה נכונה, הצטברות מטען על בעלי החיים עלולה לגרום לפציעות תרמיות או אלקטרודרמליות. ניתן למנוע זאת בקלות.

מקם את הגידול מראש ההולכה בסנטימטר אחד לפחות יותר מרוחב אתר הטיפול הרצוי. כעת, מקם את המצלמה התרמית IR כך שהגידול ואזור הטיפול יהיו גלויים. הפעל את ה-RF למשך חמש דקות ורשום את עקומת הטמפרטורה המתקבלת.

אם טמפרטורת פני העור עולה מעל 42 מעלות צלזיוס, יש להפסיק את הטיפול מיד לאחר החשיפה לגלי רדיו. אפשרו לעכברים להתאושש בתא חם עד שהם בהכרה. חזור על הטיפולים פעמיים בשבוע למשך שלושה שבועות.

לאחר מכן יש להמית את העכברים 48 שעות לאחר החשיפה הסופית ל-RF ולעבד את הגידולים. חימום ה- RF של ננו-חלקיקי הזהב המטוהר נקבע על ידי הפרש השעות בינם לבין תמיסת חיץ המים נטולת היונים ברקע. התוצאות היו כצפוי עבור ננו-חלקיקים של חמישה ננומטר ו-10 ננומטר.

ננו-חלקיקי הזהב המטוהרים המשולבים בקרצינומה הפטו-תאית אנושית הפיקו תאי Hep שלושה B. כאשר תאים כאלה נחשפים לשדה RF, הם בדרך כלל הופכים פחות ברי קיימא מאלה שנחשפו ל-RF ללא ננו-חלקיקים מופנמים. איור 3 מתאר תרחיש אידיאלי שבו לננו-חלקיקי הזהב המשמשים יש רעילות מוגבלת בפני עצמם, אך תכונות ציטוטוקסיות מצוינות ביוזמת RF מתייעצות בספרות לסקירה מקיפה של תוצאות במבחנה עד כה תוך שימוש בסוגים שונים של ננו-חומרים.

שלושה תאי סרטן כבד B.Liver שימשו ליצירת גידולים על גבם של עכברים עירומים של בבסי. לגידולים אלה הוזרקו ננו-חלקיקי זהב מרחפים PBS, ואחריהם חשיפה ל-RF. ניתוח הטיפול לאחר תומאס גילה כי הטיפול שלט בצמיחת הגידול והפחית את מסת הגידול

לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להעריך ננו-חלקיקים לשימוש בהיפותרמיה מתווכת RF על ידי קביעת המאפיינים והפתרון שלהם ל-RF במבחנה וב-vivo. אל תשכח שעבודה עם שדות חשמליים RF בעוצמה גבוהה יכולה להיות מסוכנת ביותר. לעולם אל תיגע או תגיע לשדה חשמלי פעיל.

בצע מדידות של השדה החשמלי ובמידת הצורך, השתמש במיגון מתאים כמו כלוב פאראדיי. באופן כללי, צמצם תמיד את החשיפה שלך לשדות חשמליים מתמשכים בעוצמה גבוהה.