Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticelle per applicazioni di imaging multimodale molecolari

Summary

Questo protocollo descrive la sintesi di nanoparticelle blu di Prussia biofunzionalizzate e il loro utilizzo come agenti di imaging molecolare multimodale. Le nanoparticelle hanno un design core-shell in cui gli ioni gadolinio o manganese all'interno del nucleo della nanoparticella generano un contrasto MRI. L'involucro biofunzionale contiene fluorofori per l'imaging a fluorescenza e ligandi di targeting per il targeting molecolare.

Abstract

Multimodale, imaging molecolare permette la visualizzazione dei processi biologici a risoluzioni cellulare, subcellulare, e a livello molecolare che utilizzano più tecniche di imaging complementari,. Questi agenti di imaging facilitano la valutazione in tempo reale dei percorsi e meccanismi in vivo, che migliorano sia efficacia diagnostica e terapeutica. Questo articolo presenta il protocollo per la sintesi di nanoparticelle biofunctionalized Prussia blu (PB NP) - una nuova classe di agenti per l'uso in applicazioni di imaging multimodali, molecolare. Le modalità di imaging incorporati nel nanoparticelle, imaging di fluorescenza e la risonanza magnetica (MRI), hanno caratteristiche complementari. Le PB NP possiedono un design core-shell in cui gadolinio e ioni manganese incorporati negli spazi interstiziali del reticolo PB generano MRI contrasto, sia in T ₁ e T ₂ pesate sequenze. Le PB NP sono rivestiti con avidina fluorescente utilizzando elettrostatico auto-astaggio, che permette l'imaging di fluorescenza. Le nanoparticelle avidina rivestite vengono modificati con leganti biotinilati che conferiscono capacità di targeting molecolare ai nanoparticelle. La stabilità e la tossicità delle nanoparticelle sono misurati, così come i loro relassività MRI. I multimodali, capacità di imaging molecolare di questi biofunctionalized PB NP sono poi dimostrate utilizzandoli per imaging di fluorescenza e MRI molecolare in vitro.

Introduction

L'imaging molecolare è la visualizzazione non invasiva e mirata dei processi biologici a livello cellulare, subcellulare e livello molecolare ^1. L'imaging molecolare permette un esemplare di rimanere nel suo microambiente nativa mentre i percorsi ei meccanismi endogeni sono valutati in tempo reale. Tipicamente, imaging molecolare prevede la somministrazione di un agente di imaging esogeno sotto forma di una piccola molecola, macromolecola, o nanoparticelle di visualizzare, destinazione, e tracciare processi fisiologici relativi allo studio ^2. Le varie modalità di imaging che sono state esplorate in imaging molecolare includono MRI, CT, P....

Protocol

1. Sintesi di PB NP, GdPB, e MnPB

Sintesi delle nanoparticelle (PB NP, GdPB o MnPB) si ottiene utilizzando uno schema di sintesi one-pot eseguendo i passaggi di seguito indicati:

1. Preparare la soluzione 'A' contenente 5 ml di 5 esacianoferrato di potassio mm (II) in acqua deionizzata (DI) di acqua. A seconda del tipo di nanoparticelle essere sintetizzato - PB PN, GdPB o MnPB, preparare la soluzione 'B' come segue:
   1. Per PB NP: preparare 10 ml di una soluzione contenente 2,5 mM di ferro (III) cloruro in acqua deionizzata.
   2. Per GdPB NP: preparare 10 ml di una soluzione contenente 2,5 mm ciascuno ....

Results

Utilizzando lo schema di sintesi one-pot, nanoparticelle di PB NP (diametro medio 78,8 nm, indice di polidispersità (PDI) = 0,230, calcolato dallo strumento dynamic light scattering), GdPB (diametro medio 164,2 nm, PDI = 0,102), o MnPB ( diametro medio 122,4 nm, PDI = 0.124) che sono monodisperse (misurata dal DLS) può essere sintetizzato in modo coerente (Figura 2A). I potenziali zeta misurati sui nanoparticelle sintetizzati sono inferiori a -30 mV (Figura 2B), indicando moderata stabi.......

Discussion

Questo articolo ha presentato i metodi per la sintesi di una nuova classe di agenti di imaging multimodali, molecolari basati su biofunctionalized Prussia nanoparticelle blu. Le modalità di imaging molecolare incorporati nelle nanoparticelle sono imaging di fluorescenza e la risonanza magnetica molecolare, a causa delle loro caratteristiche complementari. Le nanoparticelle di Prussia blu biofunctionalized hanno un design core-shell. I passaggi chiave nella sintesi di queste nanoparticelle sono: 1) one-pot sintesi che pr.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Esacianoferrato di potassio (II) triidrato (K4Fe(CN)6· 3H2O)	Sigma-Aldrich	P9387
Cloruro di manganese (II) tetraidrato (MnCl2· 4H2O)	Sigma-Aldrich	221279
Gadolinio (III) nitrato esaidrato (Gd(NO3)3· 6H2O)	Sigma-Aldrich	211591
Cloruro di ferro (III) esaidrato (FeCl3· 6H2O)	Sigma-Aldrich	236489
Cloruro di sodio (NaCl)	Sigma-Aldrich	S9888
Anti-NG2 Condroitina solfato proteoglicano, biotina coniugato Anticorpo	Millipore	AB5320
Biotinilato Anti-Human Eotaxin-3	Peprotech	500-P156GBT
Neuro-2a Linea cellulare	ATCC	CCL-131
Linea cellulare BSG D10	Stock	di laboratorio---
Linea cellulare OE21	Sigma-Aldrich
SUDIPG1 Neurospheres	Stock di laboratorio	---
Linea cellulare Eol-1	Sigma-Aldrich	94042252
Idrobromuro di poli(L-lisina)	Sigma-Aldrich	P1399
Formaldeide	Sigma-Aldrich	F8775
Albumina sierica bovina	Sigma-Aldrich	A2153
Aminoactinomicina D	Sigma-Aldrich	A9400
Triton X-100	Sigma-Aldrich	X100
CellTrace Calceina Rosso-Arancio, AM	Life Technologies	C34851
Avidin-Alexa Fluor 488	Life Technologies	A21370
Centrifuga	Eppendorf	5424
Pompa peristaltica	Instech	P270
Zetasizer Nano ZS	Malvern	ZEN3600
Sonicator	QSonica	Q125
Hot Plate/Agitatore magnetico	VWR	97042-642
Ultra Clean Foglio di alluminio	VWR	89107-732
Vortex Miscelatore	VWR	58816-121
Provette coniche per microcentrifuga da 1,7 ml	VWR	87003-295
Provette coniche per centrifuga da 15 ml	VWR	21008-918
Portaprovette	VWR	82024-342
Cuvette monouso in plastica	VWR	7000-590 (/586)
Cella capillare Zetasizer	VWR	DTS1070
Filtri centrifughi, colonna rotante da 0,2 micrometri	VWR	82031-356
Vassoio per colture cellulari a 96 pozzetti	VWR	29442-056
Tripsina EDTA 0,25% soluzione 1x	JR Scientific	82702
Cell Culture Grade PBS (1x)	Life Technologies	10010023
Kit per il test di proliferazione cellulare XTT	Trevigen	4891-025-K
Pallone T75	89092-700	VWR
Dulbecco's Modified Eagle's Medium	Biowhitaker	12-604Q
Fetale Siero Bovino Life	Technologies	10437-010
Pen-Strep 1x	Life Technologies	15070063
Fluoview FV1200 Microscopio a scansione laser confocale	Olympus	FV1200
Vetrini per microscopio a camera	Thermo Scientific	154534
Micro Cover, quadrati, n. 1,5	VWR	48366-227
Vetrini per microscopio	VWR	16004-368
RPMI	Sigma-Aldrich	R8758
Agarosio	Sigma-Aldrich	A9539
FACSCalibur Citometro a flusso	BD Biosciences
clinica	GE Healthcare
			fondo tondo da 100 ml