Name: ניתוח הכנת photoacoustic של כלי רכב ניידים המכילים Nanorods הזהב (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 46 s
Description: חקור שימוש בכלי רכב תאיים המכילים ננומוטות זהב לדימות פוטואקוסטי של גידולים. השיטה מנצלת את הטרופיזם של מקרופאגים קשורים לגידול לשיפור יעילות המסירה והיציבות האופטית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי Regione טוסקנה ואת הקהילה האירופית בתוך מסגרת של BUBBLE Eranet + פרוייקטים lus ו- BI-TRE.

הערה: כל ריכוזי nanorods זהב מבוטאים במונחים של molarities Au הנומינלי. לשם השוואה עם יצירות אחרות, לב 1 M Au בערך מקביל ל -20 מיקרומטר nanorods זהב, במקרה שלנו. 1. הכנת קטיוני זהב Nanorods הערה: השיטה מתחילה עם הסינתזה של ברומיד cetrimonium (CTAB) nanorods זהב -capped ידי הפחתתם autocatalytic של HAuCl 4 עם חומצה אסקורבית, על פי הפרוטוקול שהנהיג Nikoobakht ואח 25 והותאם על פי Ratto ואח 26... ואז nanorods זהב אלה שונו על מנת לקבל יותר התאמה ביולוגית וזיקה ממברנות plasmatic, על ידי שילוב של פוליאתילן גליקול קווצות 10, 11, 27, 28 ו תרכובות אמוניום רבעוני 22. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטהר 24 מ&quot;ל nanorods זהב הכתיר CTAB בכל concentration של 450 מיקרומטר Au ידי שני מחזורים של צנטריפוגה (12,000 XG, 30 דק &#39;) ו decantation. ודא כי היחס בין נפח מת נפח ראשוני הוא סביב 1/200 או נמוך יותר עבור כל הצעדים צנטריפוגה בפרוטוקול זה. השתמש 500 מיקרומטר מימית CTAB כפתרון כביסה ולבסוף להעביר את חלקיקי למאגר 6 מ&quot;ל 100 מ&quot;מ אצטט ב- pH 5 המכיל 500 מיקרומטר CTAB ו 0.005% (v / v) polysorbate 20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 30 μl 10 מ&quot;מ מימית אלפא-methoxy-אומגה mercapto-פולי (אתילן גליקול) (MW ~ 5,000) ולהשאיר להגיב במשך 30 דקות ב 37 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 30 μl 100 מ&quot;מ (11-Mercaptoundecyl) - N, N, N ברומיד -trimethylammonium ב sulfoxide דימתיל ולהשאיר במנוחה למשך 24 שעות על 37 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, להוסיף 18 מ&quot;ל 0.005% (v / v) polysorbate 20 במים ולטהר חלקיקים אלה על ידי ארבעה מחזורים של צנטריפוגה (12,000 XG, 30 דק &#39;) ו decantation. השתמש 0.005% (v / v) polysorbate 20 במים כפתרון כביסה ולבסוף להעביר חלקיקים לתוך 2.4 מ&quot;ל סטרילי PBS ב- pH7.4. הריכוז הנומינלי הסופי של זהב הוא 4.5 מ&quot;מ. </li></ol> 2. טוען של Murine המקרופאגים עם Nanorods זהב <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מונוציטים / שורת תאים macrophagic J774a.1 ו DMEM בתוספת 10% בסרום שור עוברית, 1 מ&quot;מ גלוטמין, 100 יחידות / פניצילין מ&quot;ל ו 100 מיקרוגרם / מ&quot;ל ​​סטרפטומיצין כמדיום תרבות. פלייט 5 x 10 5 תאים בארבע צלחות פטרי של 60 מ&quot;מ קוטר ולאפשר להם לגדול במשך 24 שעות, כדי להיות subconfluent בעת ניתוק (ראה שלב 2.2). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאורך כל הפרוטוקול, לשמור על התאים בתנאי תרבות סטנדרטיים (37 מעלות צלזיוס, 5% CO 2, אוויר 95% ו -100% לחות יחסית). השתמש בארון זרימה למינרית וציוד מגן אישי מתאים כדי לתפעל את התאים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 24 שעות, לטעון את התאים עם nanorods זהב קטיוני ולהכינם להיות מוטבע לתוך סרטים chitosan: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת לאפשר את החלקיקים להיות נלקחים על ידי התאים, להוסיף aliquot של 4.5nanorods זהב מ&quot;מ Au קטיוני ב- PBS לתוך כל צלחת פטרי, כדי להשיג ריכוז סופי של 100 מיקרומטר Au. השאר את צלחות פטרי ב דגירה במשך 24 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, לבחון את התאים תחת מיקרוסקופ אופטי כדי לאשר בתנאים הטובים שלהם ואת ההעלאה. תאים צריכים להפגין המורפולוגיה שלהם נורמלית מספר שלפוחית ​​תאיים כהה. לנתק את התאים על ידי מגרד, למזג אותם משתי צלחות פטרי, על מנת להשיג כמות מתאימה של תאים עבור השלבים הבאים (לפחות 2 x 10 6 תאים), צנטריפוגות אותם (120 XG, 6 דק &#39;) לחסל את כל עודף של nanorods זהב קטיוני. גלולת הסלולר צריכה להיראות כמעט שחורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשעות גלולה ב 2 מ&quot;ל PBS ולספור את התאים על ידי שימוש בתא &quot;שודד גופות. צנטריפוגה ההשעיה המכיל 2 x 10 6 תאים (120 XG, 6 דק &#39;) ולתקן גלולה שלהם ב 2 מ&quot;ל 3.6% (w / v) הפורמלין PBS במשך עשר דקות בטמפרטורת החדר. לבסוף, לשטוף גלולה זו שלוש פעמים על ידי centrifugatיון (120 XG, 6 דק &#39;) על מנת להסיר את המקבע. השתמש PBS כפתרון כביסה. </li></ol></li></ol> 3. Embedment של המקרופאגים לתוך סרטי Chitosan הערה: את התכונות המוזרות של chitosan 26, 27, 28, 29 מנוצלים להפקת רוחות רפאים ביומימטי המכיל מקרופאגים מוכתמים nanorods זהב קטיוני. עם כל הכבוד הידרוג&#39;ל אחרים כגון agarose, chitosan מאפשר סרטים חזקים הרבה יותר רזה, שהוא קריטי עבור הרשות מיקרוסקופיה 6. הייצור של רוחות רפאים אלה מתבצע על פי פרוטוקולים קודמים 29, 30, 31 עם כמה שינויים כקבועים שמקיף 30. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן acidified (pH 4.5, מתקבל על ידי תוספת של חומצה אצטית) ו-% 3 צמיגה (w / v) chitosan משקל מולקולרי נמוך פתרון (ממוצע MW 120 KDA), ביסודיות לערבב אותותן לזה homogenize במשך 24 שעות ב 40 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, לערבב מקרופאגים בעכברים המכיל nanorods זהב קטיוני (2 x 10 6 תאים) עם 500 μl של פתרון chitosan. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להשיג ~ 50 מיקרומטר רוחות רפאים עבה, יוצקים 250 מ&quot;ג של התערובת לתוך תבניות קלקר 1.91 ס&quot;מ 2 ולהשאיר אותם תחת זרם חנקן למשך 24 שעות. לאחר מכן, לטפל דגימות אלה עם 500 μl 1 M NaOH, על מנת לגרום cross-linking, ולשטוף אותם עם 10 מ&quot;ל מים ultrapure. </li></ol> 4. מבחן של היציבות של מרת photoacoustic הערה: יציבות גיור הרשות נחקרה באמצעות ניסויי רשות עם התקנת תוצרת הבית מתוארת נ&quot;צ 6. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשעות סרט chitosan המכיל את מקרופאגים במים DI, למשל על ידי שימוש בעל פלסטיק שקוע בתוך צלחת פטרי, כדי לשמור על מרחק של ~ 5 מ&quot;מ מתחתית הצלחת. שם צלחת זה על במת XY מיקרומטרעל מנת לשלוט על המיקום המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פוקוס קרן לייזר עם ~ 5 NSEC הדופק משך בתהודה עם הלהקה plasmonic האורך של nanorods זהב (למשל, מ מתנד פרמטרי אופטי שאוב על ידי הרמוני השלישי של Nd ממותגת Q: YAG לייזר עם טווח אורכי גל של 400 - 2,500 משך ננומטר והדופק של 5 NSEC) בניצב לפני השטח הסרט עם קוטר הנקודה ~ 300 מיקרומטר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף מחליש מול היציאה לייזר כדי לכוון את השטף לייזר להשתמש במפצל קרן להתמקד חלק את קרן הלייזר מד האנרגיה תנודות השטף (למשל, pyroelectric גלאי) ולעקוב אחר. שמירה על השטף אופטי מתחת ~ 1 mJ / 2 ס&quot;מ לכל הדופק במהלך יישור. השתמש משקפי בטיחות לייזר מתאים בכל עת הלייזר פועל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טובלים מתמר אולטרסאונד (תדר בתחום של 1 - 20 מגה-הרץ) לתוך צלחת פטרי ~ 2 מ&quot;מ מעל פני השטח הסרט ולהתאים את עמדתה באמצעות תרגומים מיקרומטרושלבי סיבוב על מנת למקסם את אות רשות נפלטים מהסרט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע שטף בדיקה F LO שאינו ניזק המדגם 6: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקרינים נקודה אקראית של מדגם בכל השטף סביב 1 mJ / 2 ס&quot;מ לכל הדופק ל -500 פעימות לפחות. עבור כל דופק, לרכוש את אות רשות התואמים מתוך מתמר אולטרסאונד שטף ליזר ממונה האנרגיה עם אוסצילוסקופ. תן שם שטף הממוצע כמו במשפט F LO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את עוצמת האות הרש&quot;פ שיא-לשיא המשרעת שלה כפונקציה של מספר דופק. כדי משקל נגד תנודות עוצמת הלייזר, לנרמל את המשרעת של כל אות הרשות ליחס של השטף משלה לדין F LO. לנתח את המגמה של עוצמת הרשות מנורמלת כפונקציה של מספר דופק ולוודא את יציבותו לאורך זמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקרה של חוסר יציבות, חזור על שלבים 4.4.1 עד 4.4.3 עם ערך נמוך יותר של F LO <sעד&gt; משפט. במקרה של יציבות, לחזור עליהם עם ערך של ניסוי F LO הגבוה ב ~ 10%, עד אובדן היציבות מתעורר. הגדר את החללית השטף F LO כערך השני בגובהו של ניסוי F LO המבטיח יציבות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד שטף סף חיטוב: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר אחר נקודה אקראית של המדגם לחקור באינטנסיביות רשות ממוצע (א לי LO) מעל 500 פעימות ב F LO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת שטף נומינלי גדול מ F LO ולספק 50 פולסים. שם השטף הממוצע שלהם כמו EXC F. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נסה לעורר בעצמת רשות ממוצע (B I LO) מעל 500 פעימות ב F LO שוב. חשב את R יחס = אני LO ב / I LO א. ערך של R מתחת אחדות מעיד על שינוי בלתי הפיך של התכונות האופטיות של המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש הבמה XY מיקרומטר להעביר את הסרט ולשנות את point של המדגם באקראי. חזור על שלבים 4.5.1 עד 4.5.4 עם ערכים שונים של F EXC, כדי לקחת כמה ערכים של R להלן, סביב ומעל האחדות. 15 נקודות הנן סבירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> R מגרש כפונקציה של EXC F ולזהות את F שטף סף עיצוב מחדש th כמו ערך שכאשר R מתחיל נבדלים זה מעבר אי ודאות סטטיסטית. 6 </li></ol></li></ol>

<ol><li>Ratto, F., Matteini, P., Centi, S., Rossi, F., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanorods+as+new+nanochromophores+for+photothermal+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biophotonics%22%5BJournal%5D)">Gold nanorods as new nanochromophores for photothermal therapies.</a> J. Biophotonics. (1-2), 4-41 (2011).</li>
<li>Dreaden, E. C., Alkilany, A. M., Huang, X., Murphy, C. J., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+golden+age%3A+gold+nanoparticles+for+biomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">The golden age: gold nanoparticles for biomedicine.</a> Chem. Soc. Rev. 41, 2740-2779 (2012).</li>
<li>Hahn, M. A., Singh, A. K., Sharma, P., Brown, S. C., Moudgil, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticles+as+Contrast+Agents+for+in-Vivo+Bioimaging%3A+Current+Status+and+Future+Perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Bioanal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Nanoparticles as Contrast Agents for in-Vivo Bioimaging: Current Status and Future Perspectives.</a> Anal. Bioanal. Chem. 399 (1), 3-27 (2011).</li>
<li>Dreaden, E. C., Austin, L. A., Mackey, M. A., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+matters%3A+gold+nanoparticles+in+targeted+cancer+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Ther.+Deliv%22%5BJournal%5D)">Size matters: gold nanoparticles in targeted cancer drug delivery.</a> Ther. Deliv. 3 (4), 457-478 (2012).</li>
<li>Manohar, S., Ungureanu, C., Van Leeuwen, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanorods+as+molecular+contrast+agents+in+photoacoustic+imaging%3A+The+promises+and+the+caveats%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Gold nanorods as molecular contrast agents in photoacoustic imaging: The promises and the caveats.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 6 (5), 389-400 (2011).</li>
<li>Cavigli, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+Affects+the+Stability+of+the+Photoacoustic+Conversion+of+Gold+Nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Size Affects the Stability of the Photoacoustic Conversion of Gold Nanorods.</a> J. Phys. Chem. C. 118 (29), 16140-16146 (2014).</li>
<li>Chen, L. -C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+photoacoustic+stability+of+gold+nanorods+by+silica+matrix+confinement%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Enhanced photoacoustic stability of gold nanorods by silica matrix confinement.</a> J. Biomed. Opt. 15 (1), 016010(2010).</li>
<li>Ratto, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CW+laser-induced+photothermal+conversion+and+shape+transformation+of+gold+nanodogbones+in+hydrated+chitosan+films%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">CW laser-induced photothermal conversion and shape transformation of gold nanodogbones in hydrated chitosan films.</a> J. Nanopart. Res. 13, 4337-4348 (2011).</li>
<li>Mercatelli, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+readout+of+optically+encoded+gold+nanorods+using+an+ordinary+dark-field+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Quantitative readout of optically encoded gold nanorods using an ordinary dark-field microscope.</a> Nanoscale. 5 (20), 9645-9650 (2013).</li>
<li>Von Maltzahn, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computationally+guided+photothermal+tumor+therapy+using+long-circulating+gold+nanorod+antennas%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Computationally guided photothermal tumor therapy using long-circulating gold nanorod antennas.</a> Cancer Res. 69 (9), 3892-3900 (2009).</li>
<li>Jokerst, J. V., Cole, A. J., Van De Sompel, D., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanorods+for+ovarian+cancer+detection+with+photoacoustic+imaging+and+resection+guidance+via+Raman+imaging+in+living+mice%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Gold nanorods for ovarian cancer detection with photoacoustic imaging and resection guidance via Raman imaging in living mice.</a> ACS Nano. 6 (11), 10366-10377 (2012).</li>
<li>Huang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+reexamination+of+active+and+passive+tumor+targeting+by+using+rod-shaped+gold+nanocrystals+and+covalently+conjugated+peptide+ligands%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">A reexamination of active and passive tumor targeting by using rod-shaped gold nanocrystals and covalently conjugated peptide ligands.</a> ACS Nano. 4 (10), 5887-5896 (2010).</li>
<li>Alkilany, A. M., Thompson, L. B., Boulos, S. P., Sisco, P. N., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanorods%3A+Their+potential+for+photothermal+therapeutics+and+drug+delivery%2C+tempered+by+the+complexity+of+their+biological+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Gold nanorods: Their potential for photothermal therapeutics and drug delivery, tempered by the complexity of their biological interactions.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 64, 190-199 (2012).</li>
<li>Centi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+assessment+of+antibody-conjugated+gold+nanorods+for+systemic+injections%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanobiotechnology%22%5BJournal%5D)">In vitro assessment of antibody-conjugated gold nanorods for systemic injections.</a> J. Nanobiotechnology. 12, 55(2014).</li>
<li>Jain, P. K., Eustis, S., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon+coupling+in+nanorod+assemblies%3A+Optical+absorption%2C+discrete+dipole+approximation+simulation%2C+and+exciton-coupling+model%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Plasmon coupling in nanorod assemblies: Optical absorption, discrete dipole approximation simulation, and exciton-coupling model.</a> J. Phys. Chem. B. 110 (37), 18243-18253 (2006).</li>
<li>Funston, A. M., Novo, C., Davis, T. J., Mulvaney, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmon+coupling+of+gold+nanorods+at+short+distances+and+in+different+geometries%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Plasmon coupling of gold nanorods at short distances and in different geometries.</a> Nano Lett. 9 (4), 1651-1658 (2009).</li>
<li>Mazzoni, M., Ratto, F., Fortunato, C., Centi, S., Tatini, F., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Partial+Decoupling+in+Aggregates+of+Silanized+Gold+Nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Partial Decoupling in Aggregates of Silanized Gold Nanorods.</a> J. Phys. Chem. C. 118 (34), 20018-20025 (2014).</li>
<li>Lapotko, D. O., Lukianova, E., Oraevsky, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+laser+nano-thermolysis+of+human+leukemia+cells+with+microbubbles+generated+around+clusters+of+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg.+Med%22%5BJournal%5D)">Selective laser nano-thermolysis of human leukemia cells with microbubbles generated around clusters of gold nanoparticles.</a> Lasers Surg. Med. 38 (6), 631-642 (2006).</li>
<li>Choi, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cellular+trojan+horse+for+delivery+of+therapeutic+nanoparticles+into+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">A cellular trojan horse for delivery of therapeutic nanoparticles into tumors.</a> Nano Letters. 7 (12), 3759-3765 (2007).</li>
<li>Dreaden, E. C., Mwakwari, S. C., La Austin,, Kieffer, M. J., Oyelere, A. K., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+molecule-gold+nanorod+conjugates+selectively+target+and+induce+macrophage+cytotoxicity+towards+breast+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Small molecule-gold nanorod conjugates selectively target and induce macrophage cytotoxicity towards breast cancer cells.</a> Small. 8 (18), 2819-2822 (2012).</li>
<li>Yang, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+phase-contrast+imaging+of+photothermal+treatment+of+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma%3A+an+in+vitro+study+of+macrophages+as+a+vector+for+the+delivery+of+gold+nanoshells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Real-time phase-contrast imaging of photothermal treatment of head and neck squamous cell carcinoma: an in vitro study of macrophages as a vector for the delivery of gold nanoshells.</a> J. Biomed. Opt. 17 (12), 128003(2012).</li>
<li>Vigderman, L., Manna, P., Zubarev, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Replacement+of+Cetyl+Trimethylammonium+Bromide+by+Cationic+Thiol+Ligands+on+the+Surface+of+Gold+Nanorods+and+Their+Extremely+Large+Uptake+by+Cancer+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed.+%28English%29%22%5BJournal%5D)">Quantitative Replacement of Cetyl Trimethylammonium Bromide by Cationic Thiol Ligands on the Surface of Gold Nanorods and Their Extremely Large Uptake by Cancer Cells.</a> Angew. Chem. Int. Ed. (English). 51 (3), 636-641 (2012).</li>
<li>Richard, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-penetrating+peptides%3A+A+reevaluation+of+the+mechanism+of+cellular+uptake%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Cell-penetrating peptides: A reevaluation of the mechanism of cellular uptake.</a> J. Biol. Chem. 278 (1), 585-590 (2003).</li>
<li>Delehanty, J. B., Boeneman, K., Bradburne, C. E., Robertson, K., Bongard, J. E., Medintz, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptides+for+specific+intracellular+delivery+and+targeting+of+nanoparticles%3A+implications+for+developing+nanoparticle-mediated+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Ther.+Deliv%22%5BJournal%5D)">Peptides for specific intracellular delivery and targeting of nanoparticles: implications for developing nanoparticle-mediated drug delivery.</a> Ther. Deliv. 1, 411-433 (2010).</li>
<li>Nikoobakht, B., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+growth+mechanism+of+gold+nanorods+%28NRs%29+using+seed-mediated+growth+method%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Preparation and growth mechanism of gold nanorods (NRs) using seed-mediated growth method.</a> Chem. Mater. 15 (10), 1957-1962 (2003).</li>
<li>Ratto, F., Matteini, P., Rossi, F., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+and+shape+control+in+the+overgrowth+of+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Size and shape control in the overgrowth of gold nanorods.</a> J. Nanopart. Res. 12 (6), 2029-2036 (2009).</li>
<li>Niidome, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PEG-modified+gold+nanorods+with+a+stealth+character+for+in+vivo+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Control.+Release%22%5BJournal%5D)">PEG-modified gold nanorods with a stealth character for in vivo applications.</a> J. Control. Release. 114 (3), 343-347 (2006).</li>
<li>Tatini, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size+dependent+biological+profiles+of+PEGylated+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Size dependent biological profiles of PEGylated gold nanorods.</a> J. Mater. Chem. B. 2, 6072-6080 (2014).</li>
<li>Matteini, P., Ratto, F., Rossi, F., Centi, S., Dei, L., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chitosan+films+doped+with+gold+nanorods+as+laser-activatable+hybrid+bioadhesives%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Chitosan films doped with gold nanorods as laser-activatable hybrid bioadhesives.</a> Adv. Mater. 22 (38), 4313-4316 (2010).</li>
<li>Matteini, P., Ratto, F., Rossi, F., de Angelis, M., Cavigli, L., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+nanocomposite+films+for+laser-activated+tissue+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biophotonics%22%5BJournal%5D)">Hybrid nanocomposite films for laser-activated tissue bonding.</a> J. Biophotonics. 5 (11-12), 868-877 (2012).</li>
<li>Matteini, P., Tatini, F., Cavigli, L., Ottaviano, S., Ghini, G., Pini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+as+a+photothermal+switch+for+controlled+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Graphene as a photothermal switch for controlled drug release.</a> Nanoscale. 6, 7947-7953 (2014).</li>
<li>Ratto, F., Witort, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+Particles+that+Hit+Hypoxic+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Plasmonic Particles that Hit Hypoxic Cells.</a> Adv. Funct. Mater. 25 (2), 316-323 (2015).</li>
<li>Chithrani, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+uptake%2C+transport%2C+and+processing+of+gold+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Molec.+Membrane+Biol%22%5BJournal%5D)">Intracellular uptake, transport, and processing of gold nanostructures.</a> Molec. Membrane Biol. 27 (7), 299-311 (2010).</li>
<li>Mitchem, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+tumor-infiltrating+macrophages+decreases+tumor-initiating+cells%2C+relieves+immunosuppression%2C+and+improves+chemotherapeutic+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Targeting tumor-infiltrating macrophages decreases tumor-initiating cells, relieves immunosuppression, and improves chemotherapeutic responses.</a> Cancer Res. 73 (3), 1128-1141 (2013).</li>
<li>Mantovani, A., Allavena, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interaction+of+anticancer+therapies+with+tumor-associated+macrophages%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Med%22%5BJournal%5D)">The interaction of anticancer therapies with tumor-associated macrophages.</a> J. Exp. Med. 212 (4), 435-445 (2015).</li>
<li>Panni, R. Z., Linehan, D. C., DeNardo, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+tumor-infiltrating+macrophages+to+combat+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Immunotherapy%22%5BJournal%5D)">Targeting tumor-infiltrating macrophages to combat cancer.</a> Immunotherapy. 5 (10), 1075-1087 (2013).</li>
<li>Oh, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+uptake+and+fate+of+PEGylated+gold+nanoparticles+is+dependent+on+both+cell-penetration+peptides+and+particle+size%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Cellular uptake and fate of PEGylated gold nanoparticles is dependent on both cell-penetration peptides and particle size.</a> ACS Nano. 5 (8), 6434-6448 (2011).</li>
<li>Yuan, H., Fales, A. M., Vo-Dinh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TAT+peptide-functionalized+gold+nanostars%3A+Enhanced+intracellular+delivery+and+efficient+NIR+photothermal+therapy+using+ultralow+irradiance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">TAT peptide-functionalized gold nanostars: Enhanced intracellular delivery and efficient NIR photothermal therapy using ultralow irradiance.</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (28), 11358-11361 (2012).</li>
<li>Ladest, S., Fales, A. M., Domard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-membrane+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Multi-membrane hydrogels.</a> Nature. 452, 76-79 (2008).</li>
<li>Matteini, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothermally+activated+hybrid+films+for+quantitative+confined+release+of+chemical+species%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed.+%28English%29%22%5BJournal%5D)">Photothermally activated hybrid films for quantitative confined release of chemical species.</a> Angew. Chem. Int. Ed. (English). 52, 5956-5960 (2013).</li>
<li>Khor, E., Lim, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implantable+applications+of+chitin+and+chitosan%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Implantable applications of chitin and chitosan.</a> Biomaterials. 24 (13), 2339-2349 (2003).</li>
<li>Kennedy, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((T+cells+enhance+gold+nanoparticle+delivery+to+tumors+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Res.+Lett%22%5BJournal%5D)">T cells enhance gold nanoparticle delivery to tumors in vivo.</a> Nanoscale Res. Lett. 6 (1), 283(2011).</li>
<li>Pissuwan, D., Valenzuela, S. M., Killingsworth, M. C., Xu, X., Cortie, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+destruction+of+murine+macrophage+cells+with+bioconjugated+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanopart.+Res%22%5BJournal%5D)">Targeted destruction of murine macrophage cells with bioconjugated gold nanorods.</a> J. Nanopart. Res. 9 (6), 1109-1124 (2007).</li>
<li>Jokerst, J. V., Thangaraj, M., Kempen, P. J., Sinclair, R., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+imaging+of+mesenchymal+stem+cells+in+living+mice+via+silica-coated+gold+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic imaging of mesenchymal stem cells in living mice via silica-coated gold nanorods.</a> ACS Nano. 6 (7), 5920-5930 (2012).</li>
<li>Ding, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold+nanorods+coated+with+multilayer+polyelectrolyte+as+contrast+agents+for+multimodal+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Gold nanorods coated with multilayer polyelectrolyte as contrast agents for multimodal imaging.</a> J. Phys. Chem. C. 111 (34), 12552-12557 (2007).</li>
<li>Esposito, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((et+al.+In+vivo+laser+assisted+microvascular+repair+and+end-to-end+anastomosis+by+means+of+indocyanine+green-infused+chitosan+patches%3A+A+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg.+Med%22%5BJournal%5D)">et al. In vivo laser assisted microvascular repair and end-to-end anastomosis by means of indocyanine green-infused chitosan patches: A pilot study.</a> Lasers Surg. Med. 45 (5), 318-325 (2013).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

הרעיון למקד מקרופאגים גידולים הקשורים מתגלה כמושג רב עוצמה כדי להילחם בסרטן 34, 35, 36. כאן, במקום הרס שלהם, תאים אלה מגויסים כרכב הסלולר להביא nanorods זהב לתוך הגידול, על ידי ניצול של כמיהות שלהם. תפיסה זו מחייבת תכנון מתחשב של החלקיקים, השתלבותם התאים והאפיון שלהם. מצאנו כי בצילום של מקרופאגים בעכברים עמוסים nanorods זהב קטיוני אינו סובל מן ההסגר של חלקיקים בתוך שלפוחית ​​endocytic, מה שמרמז כי צימוד plasmonic שלהם חוצה התח...

במהלך העשור האחרון, חלקיקים plasmonic שונים כגון nanorods זהב, nanoshells ו nanocages, קיבלו תשומת לב רבה עבור יישומים באופטיקה ביו 1, 2, 3, 4. המנוגדים nanospheres זהב רגיל, חלקיקים החדשים אלה מהדהדים האינפרה האדום הקרוב (NIR) חלון המספק לחדירה אופטית עמוקה דרך הגוף והניגודיות הגבוהה ביותר האופטית לגבי מרכיבי אנדוגני 1. תכונה זו עוררה עניין עבור יישומים חדשניים, כגון הדמיה photoacoustic (PA) ואת אבלציה photothermal של סרטן. עם זאת, כמה בעיות לרסן את החדירה הקלינית של חלקיקים אלה. לדוגמא, ההפעלה האופטית שלהם נוטה לגרום להתחממות היתר שלהם לשנות צורות הפעילות שלהן כלפי פרופילים כדוריים יותר, אשר נוהג photoinstability 5, 6, 7, 8 </sup&gt;, 9. סוגיה נוספת ששולטת הדיון המדעי היא המשלוח המערכתי שלהם לתוך גידולים. בפרט, nanorods הזהב לשלב גדל כי הם אידיאליים כדי למלא גידולים ההציג חדיר ושימור משופר וקלות נטייה עם בדיקות ספציפיות של סמנים ממאירים. לכן, בעריכתם עבור הזרקה ישירה לתוך זרם הדם נתפסת ערכה ריאלית 10, 11, 12, 13. עם זאת, המסלול הזה נותר בעייתי, עם רוב של החלקיקים ייפלו בשבי על ידי מערכת תָא בַּלעָן mononuclear 10, 11, 12. בנוסף, דאגה נוספת היא היציבות האופטית ביוכימיים של החלקיקים לאחר במחזור דרך הגוף 14. כאשר חלקיקים לאבד יציבות קולואידים שלהם המצרפי, תכונות plasmonic שלהם ואת הדינמיקה העברת חום עלולים לסבול צימוד plasmonic 15, </sעד&gt; 16, 17 ו צולב התחממות יתר 18. לאחרונה, את הרעיון לנצל את הכמיהות של מקרופאגים גידולים הקשורים התפתח 19 חלופה חכמה, 20, 21. תאים אלה להחזיק יכולת מולדת לזהות לפעפע גידולים עם סגוליות גבוהות. לכן, נקודת מבט אחד יכול להיות לבודד תאים אלה מחולה, לטעון אותם עם nanorods זהב במבחנה ואז מזריקים אותם בחזרה לתוך המטופל, מתוך כוונה להשתמש בהם ככלי רכב הסלולר אחראי על משלוח. יתרון נוסף יהיה להשיג שליטה רבה יותר על היציבות האופטית ביוכימיים של החלקיקים, כי הממשק הביולוגי שלהם יהיה בנוי במבחנה. ובכל זאת, ההופעות של רכבים הסלולר אלה כסוכנים בניגוד אופטיים צריכים ניתוח ביקורתי. בעבודה זו, אנו מתארים את ההכנה ונושאים קריטיים של Cellulכלי רכב ar המכיל nanorods זהב עבור הדמיה של סרטן הרשות. Nanorods זהב PEGylated הם שונה עם תרכובות אמוניום רבעוני 22, על מנת להשיג פרופיל קטיוני כי צפוי לקדם את האינטראקציה שלהם עם ממברנות plasmatic 23, 24. חלקיקים אלו עוברים ספיגים יעילים נוקבים מרוב סוגי הסלולר, בתקווה בלי להתערב הרבה עם התפקודים הביולוגיים שלהם. מקרופאגים Murine עמוסים עד כמה שרק 200, 000 nanorods זהב קטיוני לכל תא, אשר הופכים ותחומה בין שלפוחית ​​endocytic חזק. תצורה זו צריכה להתעורר דאגה, בגלל האיום של צימוד plasmonic ו-התחממות יתר צלב בתוך שלפוחית ​​אלה. לכן, מקרופאגים מוטבעים הידרוג biopolymeric המחקים רקמות ביולוגיות, על מנת לוודא כי מרבית יציבות גיור PA של החלקיקים נשמרים בהעברה ממדיום הצמיחה אל שלפוחית ​​endocytic. אפקקריטריונים למדידת e הם הסתדרו על מנת למדוד את היציבות של מרת רשות בתנאים של ריבית מיידית הדמית רשות. סף חיטוב מוגדר בתחילת מאוד של חוסר יציבות אופטי לאחר הרכבת של 50 פעימות לייזר עם שיעור החזרה טיפוסי של 10 הרץ. אנו בטוחים כי תוצאות אלו עשויות לספק תנופה לפיתוח אסטרטגיות רומן כדי לספק חלקיקי plasmonic לגידולים.

<table><tbody><tr><td>Hexadecyltrimethylammonium bromide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H6269</td><td>לסינתזה של ננו-מוטות זהב</td></tr><tr><td>זהב (III) כלוריד טריהידראט</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>520918</td><td>לסינתזה של ננו-מוטות זהב</td></tr><tr><td>כסף חנקתי</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6506</td><td>לסינתזה של ננו-מוטות זהב</td></tr><tr><td>חומצה L-אסקורבית</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A5960</td><td>לסינתזה של ננו-מוטות זהב</td></tr><tr><td>נתרן בורוהידריד</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td></td><td>לסינתזה של ננו-זרעי זהב</td></tr><tr><td>MeO-PEG-SH</td><td>איריס ביוטק</td><td>PEG1171</td><td>לננו-מוטות זהב PEGylate. משקל מולקולרי כ-5,000 Da.</td></tr><tr><td>חומצה אצטית</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320099</td><td>ל-PEGylate ננו-מוטות זהב ולהמיס צ'יטוזן</td></tr><tr><td>נתרן אצטט</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8750</td><td>ל-PEGylate ננו-מוטות זהב</td></tr> <tr><td>(11-Mercaptoundecyl)-N,N,N-trimethylammonium bromide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>733305</td><td>לשינוי ננו-מוטות זהב עם תרכובות אמוניום רבעוניות</td></tr><tr><td>דימתיל סולפוקסיד</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>276855</td><td>להסיס (11-mercaptoundecyl)-N,N,N-trimethylammonium bromide</td></tr><tr><td>פוליסורבט 20</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>P2287</td><td>לצנטריפוגה PEGylated זהב ננו-מוטות</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Lonza</td><td>BE17-516F</td><td>לתליית ננו-מוטות זהב לפני הדגירה עם תאים ולטיפול בכדורי תאים</td></tr><tr><td>J774a.1</td><td>ATCC</td><td>TIB-67</td><td>קו תאי עכברים מונוציטים/מקרופאגים</td></tr><tr><td>DMEM</td><td>Lonza</td><td>BE12-707F</td><td>מדיום תרבית תאים</td></tr><tr><td>FBS</td><td>Lonza</td><td>DE14-801F</td><td>יש להוסיף למדיום תרבית תאים</td></tr><tr><td>L-גלוטמין</td><td>Lonza</td><td>BE17-605E</td><td>יש להוסיף למדיום תרבית תאים</td></tr><tr><td>פניצילין/סטרפטומיצין</td><td>Lonza</td><td>DE17-602E</td><td>יש להוסיף למדיום תרבית תאים</td></tr><tr><td>צלחת פטרי</td><td>NEST</td><td>705001</td><td>תרבית תאים מגרד</td></tr><tr><td>תאים</td><td>צלחת EuroClone</td><td>ES7018</td><td>לניתוק תאים</td></tr><tr><td>פורמלדהיד</td><td>פלוקה</td><td>47630</td><td>כדי לתקן תאים</td></tr><tr><td>צ'יטוזן, משקל מולקולרי נמוך</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>448869</td><td>75-85% דה-אצטיל. משקל מולקולרי כ-120,000 Da.</td></tr><tr><td>נתרן הידרוקסיד</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>306576</td><td>כדי להמיס צ'יטוזן וליצור את לוחות תרבית תאי הפוליסטירן ההידרוג'ל</td></tr><tr><td></td><td>NEST</td><td>702011</td><td>משמש כתבניות לייצור הידרוג'ל צ'יטוזן</td></tr><tr><td>מתנד פרמטרי אופטי נשאב על ידי ההרמוניה השלישית של רצף לייזר Nd:YAG Q-switched</td><td>, סנטה קלרה, ארה"ב</td><td>Surelite OPO בתוספת</td><td>מקור עירור אופטי לבדיקות פוטואקוסטיות</td></tr><tr><td>גלאי פירואלקטרי&nbsp;</td><td>Gentec, קוויבק, קנדה</td><td>QE8SP</td><td>לניטור שטף אופטי לבדיקות פוטו-אקוסטיות</td></tr><tr><td>הידרופון מחט מוגבר מראש</td><td>דיוק אקוסטי, דורסט, בריטניה</td><td>דגם עם קוטר חיישן 1 מ"מ וטווח תדרים של 1-20 מגה-הרץ</td><td>למדידת אותות פוטו-אקוסטיים</td></tr></tbody></table>

ניתוח הכנת photoacoustic של כלי רכב ניידים המכילים nanorods הזהב

Preparation and Photoacoustic Analysis of Cellular Vehicles Containing Gold Nanorods

nanorods זהב הם אטרקטיבי עבור מגוון של יישומים ביו, כגון אבלציה photothermal ואת הדמית photoacoustic של סרטן, הודות ספיג האופטי האינטנסיבית שלהם בחלון האינפרה-אדום קרוב, cytotoxicity הנמוך ופוטנציאל הביתה לתוך גידולים. עם זאת, ומסירתם גידולים עדיין בעיה. גישה חדשנית מורכבת של הניצול של הכמיהות של מקרופאגים גידולים הקשורים שעשויות להיות עמוסות nanorods זהב במבחנה. כאן, אנו מתארים את ההכנה ובדיקת photoacoustic של כלי רכב הסלולר המכילים nanorods זהב. nanorods זהב PEGylated הם שונים עם תרכובות אמוניום רבעונים, על מנת להשיג פרופיל קטיוני. במגע עם מקרופאגים בעכברים בצלחות פטרי רגילים, חלקיקים אלה נמצאים לעבור ספיגת מסיבית לתוך שלפוחית ​​endocytic. ואז התאים האלה מוטבעים הידרוג biopolymeric, אשר משמשים כדי לוודא את יציבות מרת photoacousticשל החלקיקים נשמר הכליל לתוך כלי רכב הסלולר. אנו בטוחים כי התוצאות הללו עשויות לספק השראה חדשה לפיתוח אסטרטגיות רומן כדי לספק חלקיקי plasmonic לגידולים.

הנה, את ההיתכנות של כלי רכב הסלולר המכילים nanorods זהב עבור ההדמיה של סרטן הרשות מוצגת יחד עם תוצאות טיפוסיות של הפרוטוקול. תמונות TEM באיור 1 להראות את המראה הרגיל של החלקיקים לאחר שלב 1 והרכבים הסלולריים שלהם לאחר שלב 2. ההכנה של החלקיקים של תאי הדמית TEM מתוארת במקומות אחרים 17. nanorods זהב קטיוני לעבור הצטברות מסיב...

אנו מראים את ההכנה ומתייחסים להיתכנות של כלי רכב סלולריים המכילים ננו-מוטות זהב להדמיה פוטו-אקוסטית של סרטן.

ניתוח הכנת photoacoustic של כלי רכב ניידים המכילים Nanorods הזהב

Gold nanorods are attractive for a range of biomedical applications, such as the photothermal ablation and the photoacoustic imaging of cancer, thanks to ...

המטרה הכללית של פרוטוקול זה היא להשתמש בנשאי תאים המכילים ננו-מוטות זהב כאסטרטגיה חדשנית להחדרת חלקיקים פלסמוניים לתוך גידולים. הפרוטוקול שלנו יכול לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בנוגע לפיתוח גישות פוטו-אקוסטיות ופוטו-תרמיות להדמיה וטיפול בסרטן באמצעות שימוש בחומרי ניגוד אקסוגניים. שיטה זו מתבססת על הטרופיזם של מקרופאגים המשויכים לגידול כדי להוביל חלקיקים פלסמוניים אל הגידולים.הרעיון הוא לבודד תאים אלו ממטופל, להטעינם בחלקיקים פלסמוניים in vitro, ולאחר מכן להחזירם לגופם של המטופל במטרה להשתמש בהם כנשאי אסטרוגן. אחד היתרונות של גישה זו הוא האפשרות להשיג שליטה רבה יותר על היציבות האופטית והביוכימית של החלקיקים, מכיוון שהממשק הביולוגי שלהם נבנה באופן מלא in vitro. ראשית, טהרו שישה מיליליטרים של ננו-מוטות זהב מצופים ב-cetrimonium בריכוז זהב של 450 micromolar, באמצעות שתי סבבי צנטריפוגה, ולאחריהם שפיכה ושטיפה ב-cetrimonium bromide מימי בריכוז 500 micromolar.לאחר מכן, הוסף 1.5 milliliters של בופר אצטט 100 millimolar עם cetrimonium bromide ו-polysorbate 20 אל הכלי המכיל את משקע חלקיקי הזהב. לאחר מכן, הוסף 7.5 microliters של alpha-Methoxy-omega-mercapto polyethylene glycol בריכוז 10 millimolar במים והשאר להגבהה למשך 30 דקות בטמפרטורה של 37 degrees Celsius. לאחר מכן, הוסף 7.5 microliters של mercaptoundecyl trimethyl ammonium bromide בריכוז 100 millimolar ב-dimethyl sulfoxide.לאחר מכן, יש להמתין לשימור התגובה למשך 24 שעות בטמפרטורה של 37 °C. לאחר 24 שעות, יש להוסיף 4.5 mL של 0.005% polysorbate 20 במים. כעת, באמצעות תמיסת polysorbate 20 עדינה זו, יש לטהר את החלקיקים באמצעות ארבעה מחזורים של סרקיזציה ודקנטציה.לבסוף, העבירו את החלקיקים ל-600 µL של phosphate-buffered saline סטרילי. הריכוז הנומינלי של הזהב צריך להיות כעת 4.5 mM. להכנת התאים, זרעו שתי צלחות של 60 mm עם חצי מיליון תאי monocyte macrophagic במצע Dulbecco's Modified Eagle Medium מועשר, וגדלו אותם למשך 24 שעות.לאחר 24 שעות, החליפו את מצע התאים במצע טרי, המועשר בננו-מוטות זהב קטיוניים שהוכנו לריכוז סופי של 100 micromolar זהב ותמיסה בכל צלחת פטרי. לאחר מכן, המשיכו בדגירה למשך 24 שעות נוספות. למחרת, בדקו את התאים תחת מיקרוסקופ.עליהם להראות מורפולוגיה תקינה ושלשול של וסיקולות תוך-תאיות כהות רבות. אם התאים נראים תקינים, יש לשטוף אותם במצע טרי, לנתק אותם באמצעות גרד (scraper), ולאחד את התאים משתי צלחות כדי להגיע למספר של לפחות שני מיליון תאים באספירה אחת. כעת, יש לסובב את האספירות בצנטריפוגה ב-120 Gs למשך 6 דקות כדי להסיר ננו-מוטות זהב קטיוניים עודפים.שפכו את הנוזלים העליונים. משקיעי התאים צריכים להיראות כמעט שחורים. השעו את המשקיעים בשני מיליליטר של phosphate-buffered saline, וספרו את התאים באמצעות תא נבבאוור (Neubauer chamber).לאחר מכן, ערבבו תרחיפים המכילים שני מיליון תאים וסובבו אותם בצנטריפוגה ב-120 Gs למשך שש דקות. השעו את המשקעים בשני מיליליטר של 3.6% formaldehyde ו-phosphate-buffered saline, והניחו לתאים לעבור קיבוע למשך 10 דקות בטמפרטורת החדר. לבסוף, הסירו את חומר הקיבוע באמצעות שלושה שטיפות של phosphate-buffered saline.יום אחד לפני תחילת הפרוצדורה, הכין 500 µL של תמיסת קיטוזן בעלת משקל מולקולרי נמוך בריכוז 3% weight-by-volume מחומצת. הגע pH ל-4.5 על ידי הוספת חומצה אצטית. כדי לערבב את התמיסה ביסודיות, השאר אותה להומוגניזציה למשך 24 שעות בטמפרטורה של 40 °C.למחרת, ערבב את המקרופאגים העכבריים שהוכנו עם ננומוטות זהב עם כל 500 מיקרוליטר של תמיסת הקיטוזן. כדי לקבל פנטומים בעובי של 50 מיקרון, העמס 250 מיליגרם מהתערובת לתוך תבניות פוליסטירן בגודל 1.9 סנטימטר רבוע. השאר את הדגימות למנוחה תחת מ createrData למשך 24 שעות.ביום למחרת, יש לטפל בדגימות באמצעות 500 µL של נתרן הידרוקסיד מימי בריכוז 1 M, כדי להשרות קשירה צולבת (cross-linking), ולשטוף אותן עם 10 mL של מים אולטרה-טהורים. יש לנתח את יציבות ההמרה הפוטו-אקוסטית באמצעות מיקרוסקופ פוטו-אקוסטי מותאם אישית, הכולל אוסילטור פרמטרי אופטי, מפחן (attenuator) לכיוון הפלואורנס האופטי, ומתמר אולטרסאונד. יש להתחיל בתליית קריאת הקיטוזן המכילה את המקרופאגים בתוך מים דה-יוניים, באמצעות מחזיק פלסטיק טבול במיכל מים.קבעו שטף גשש (probe fluence) שאינו גורם נזק לדגימה ומעביר פליטה פוטואקוסטית עם יחס אות לרעש מספיק. הגדירו שטף ניסיוני ופרמטרי רכישה. עבור כל פולס מהלייזר, רכשו את האות הפוטואקוסטי התואם מהמתמר האולטרסאונד.חשבו את היחס בין העוצמה הפוטואקוסטית לבין הפלואנס של הלייזר עבור כל פעימה. נתחו את המגמה שלו כפונקציה של מספר הפעימות ואמתו את יציבותו לאורך זמן. במקרה של חוסר יציבות, חזרו על מדידה זו עם פלואנס ניסיוני נמוך יותר.במקרה של יציבות, ניתן להשתמש בfluence של הניסוי כ-fluence של גשש, ובלבד שהפליטה הפוטו-אקוסטית שלו מציגה יחס אות-רעש מתאים. לאחר מכן, מדדו fluence של סף עיצוב מחדש. בחרו נקודה אקראית בדגימה, הגדירו את הלייזר ל-fluence של הגשש, ומדדו עוצמה פוטו-אקוסטית ממוצעת, A, לאורך 500 פולסים.לאחר מכן, הגבירו את הפלואנס הנומינלי מעל לפלואנס של הגשושית והעבירו 50 פולסים. הגדירו את הפלואנס הממוצע שלהם כ-F excitation. אתחלו את הלייזר בפלואנס של הגשושית וחזרו על המדידה, כאשר מחשבים את העוצמה הפוטו-אקוסטית הממוצעת, B, על פני 500 פולסים.כעת, חשבו את היחס R של B ל-A. ערך R הנמוך מ-1 מעיד על כך שהתרחש שינוי בלתי הפיך בתכונות האופטיות של הדגימה. לאחר מכן, השתמשו בבמה המיקרומטרית כדי להזיז את הסרט ולשנות את נקודת המדידה של הדגימה באופן אקראי. לאחר מכן, חזרו על מדידת R עבור ערכי עירור F שונים, כדי לקבל מספר ערכי R סביב 1 ומתחתיו.כ-15 נקודות R הן אוסף נתונים סביר. לאחר מכן, שרטטו את R כפונקציה של עירור F וזהו את סף העיצוב מחדש כהfluence שבו R סוטה מאחד ללא אי-ודאות. בדרך כלל, ננו-מוטות זהב קטיוניים עוברים הצטברות מאסיבית במקרופאגים, השומרים על המורפולוגיה הרגילה שלהם.נמצא כי החלקיקים מוגבלים בתוך וזיקולות אנדוציטוטיות הדוקות. בשלב מאוחר יותר של התהליך, נראה כי ההכללה בתוך ההידרוג'ל של הקיטוזן אינה משפיעה על המורפולוגיה התאית. התאים מפוזרים היטב בכל הדגימה, כפי שנראה במיקרוגרמה.בקרות של סרטי כיטוזן המכילים ננו-מוטות זהב ללא תאים הן הומוגניות. פסים פלסמוניים של ננו-מוטות זהב נשמרים בתוך הנשאי התאים שלהם. השפעות כגון צימוד פלסמוני או קליטה שונה של חלקיקים בגדלים ובצורות שונות לא מילאו תפקיד משמעותי בפרוטוקולים אלו.לאחר איסוף הנתונים, המגמה של R כפונקציה של עירור F נותנת מושג על הנתונים ועל הניתוח הנדרש לקביעת סף ה-F. במקרה זה, סף ה-F נמצא להיות כ-11 millijoules per square centimeter. מדידות פוטו-אקוסטיות היו מדויקות מאוד עם יחס אות לרעש הגבוה מ-20 על פני 500 פולסים.הפרוטוקול שלנו הוא חדשני ביחס לשיטות קיימות בכל הנוגע לתכנון החלקיקים ולבדיקת היציבות הפוטו-כימית שלהם. שינוי של ננו-מוטות זהב פגילציהים (pegylated) באמצעות קטיונים של ಅಮוןיום רבעוני מאפשר יעילות גבוהה של קליטה תאית תוך שמירה על יציבות קולואידית. מדידת היציבות של ההמרה הפוטו-אקוסטית באמצעות הגדרת סף העיצוב מחדש (reshaping threshold) היא כמותית וניתנת לשחזור.מכיוון שחלקיקים אלה נועדו לשמש כחומרי ניגוד להדמיה פוטו-אקוסטית, גשושית פוטו-אקוסטית היא הכלי האידיאלי לבחינת תכונותיהם הפונקציונליות. נשאי תאים של חלקיקים פלסמוניים נראים כחומרי ניגוד להדמיה פוטו-אקוסטית. היציבות הפוטו-כימית שלהם זהה לזו של חלקיקים פלסמוניים חופשיים.המיקוד של עבודתנו הנוכחית הוא בפיזיולוגיה של תאים אלו, תוך שימת דגש מיוחד על חיוניותם ופעילותם הכימוטקטית.

preparation-photoacoustic-analysis-cellular-vehicles-containing-gold

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

אנחנו מסונתז בצורת כוכב זהב nanostars באמצעות זרע כסף בתיווך שיטת הגידול. קוטר nanostars נע 200-300 ננומטר ומספר טיפים להשתנות 7-10. חלקיקים יש משטח רחב תהודה plasmon מצב ממוקדת האינפרא אדום הקרוב.

זהב Nanostar סינתזה עם שיטת Seed כסף מתווכת צמיחה

בסרטון זה, אנו מתארים את טכניקת מיקרוסקופ השדה האפל (DFM) בשילוב עם ניתוח מעקב אחר חלקיקים בודדים (SPT) כדי לנטר את האינטראקציה של ננו-מוטות זהב פלסמוניים עם קרום התא של קו עניין ספציפי. ניתוח משולב של DFM ו-SPT מאפשר הדמיה של תנועת הננו-מוט דרך קרום התא ברזולוציה מרחבית-זמנית גבוהה.

מיקרוסקופ Darkfield להמחשת דינמיקה דיפוזית של ננו-מוטות על קרום התא

אנו מדווחים על טכניקות לסרטים באמצעות הדפסת סטנסיל וphotolithography, כמו גם שיטות לתאי תרבות על דפוסי microfabricated הדקים זהב nanoporous micropattern. בנוסף, אנו מתארים שיטות ניתוח תמונה למאפיינות מורפולוגיה של החומר ואת התאים בתרבית באמצעות אלקטרונים סורקים וטכניקות מיקרוסקופ פלואורסצנטי.

Microfabrication של דפוסי זהב Nanoporous לסלולרי מהותי מחקרי אינטראקציה

פרוטוקול זה מתאר כיצד להשתמש בחימום החולף הקשור לספיגה אופטית של ננו-מוטות זהב כדי לעורר התמיינות ופעילות סידן תוך תאית בתאי עצב. תוצאות אלה עשויות לפתוח יישומים חדשים בתותבות עצביות ומחקרים בסיסיים במדעי המוח.

זהב nanorod בסיוע גירוי אופטי של תאים עצביים

אנו מתארים שיטה פשוטה להפקת אשכולות oligomeric מאוד יציבים של חלקיקי זהב באמצעות הפחתת חומצת chloroauric (HAuCl 4) עם thiocyanate נתרן (NaSCN). Oligoclusters יש התפלגות גודל צרה יכול להיות מיוצר עם מגוון רחב של גדלים ומעיילי שטח.

שיטה פשוטה עבור סינתזת מבוקרת הגודל של אשכולות Oligomeric היציבים של זהב חלקיקים בתנאי סביבה

פרוטוקול זה מתאר שיטת הכנה פשוטה עבור ננו-חלקיקים מזהב משולב ליפוזומים צילום מגיבים עם חומרים זמינים מסחרית. הוא גם מראה כיצד למדוד את תהליך cavitation microbubble של ליפוזומים מסונתז על טיפול של לייזר פעמו.

סינתזה של משולב זהב Nanoparticle תמונה המגיבים ליפוזומים ומדידה של microbubble Cavitation שלהם על עירור לייזר דופק

מאמר זה מתאר פרוטוקול לסינתזה של nanorods זהב, המבוסס על השימוש של הידרוקינון כמו צמצום סוכן, בתוספת מנגנונים השונים לשליטה בגודל יחס ממדים שלהם.

סינתזה הידרוקינון המבוססת של Nanorods הזהב

אנו מתארים שיטה של סינתזה ביולוגית חלקיקי זהב 10 ננומטר, functionalized על ידי ציפוי פולי-אתילן גליקול על גבי המשטח. חלקיקים אלה יכולים להיות בשימוש במבחנה , ויוו להעברת הרפוי לחללים הסלולר, חוץ-תאית ננו אשר קשות לגישה עם גדלים nanoparticle קונבנציונלי.

סינתזה של Functionalized 10-nm פולימר מצופה זהב חלקיקים אנדותל הכוונת משלוח סמים

Nanorods זהב plasmonic יכול להיות לכוד בתוך נוזלים, מסובב בתדרים kHz באמצעות מלקחיים אופטיים מקוטב באופן מעגלי. היכרות עם כלים dynamics בראונית ניתוח של scatteringspectroscopy אור מוביל מערכת חזקה עבור מחקר ויישום בתחומים רבים של המדע.

הקמה ותפעול של מערכת מנוע מונחה אור רוטרי Nanorod זהב

שיטה אמינה ומתוכעת בקלות להכנת הפונקציונל, הקרוב-אינפרא-אדום פולט ננו אשכולות זהב והגילוי הישיר שלהם בתוך תאי הלה על ידי הזרמת cy, ומיקרוסקופ לייזר קונפוקלית וקד מתוארת.

סינתזה של כמעט אינפרא-אדום פליטת מזהב ננו אשכולות עבור יישומים ביולוגיים

כאן, אנו מראים את השימוש במיקרוסקופיה מסורתית של שדה כהה כדי לפקח על הדינמיקה של nanorods זהב (AuNRs) על קרום התא. המיקום והכיוון של AuNRs יחיד מזוהים באמצעות ImageJ ו- MATLAB, והמדינות המפוזרות של AuNRs מאופיינים בניתוח מעקב אחר חלקיקים בודדים.

הדמיה של דינמיקה דיפוזיונית של ננו-ירדס זהב על קרום התא באמצעות מיקרוסקופיה אחת של ננו-חלקיקים בדארקפילד

חקור שימוש בכלי רכב תאיים המכילים ננומוטות זהב לדימות פוטואקוסטי של גידולים. השיטה מנצלת את הטרופיזם של מקרופאגים קשורים לגידול לשיפור יעילות המסירה והיציבות האופטית.

ניתוח הכנת photoacoustic של כלי רכב ניידים המכילים Nanorods הזהב

גלה סרטונים נוספים