Name: Forno a microonde-driven sintesi di ossido di ferro Nanoparticelle per il rilevamento rapido di aterosclerosi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: Scopri la sintesi rapida di nanoparticelle di ossido di ferro mediante tecnologia a microonde per il rilevamento dell'aterosclerosi tramite MRI in modelli murini. Questo metodo efficiente migliora il targeting delle placche aterosclerotiche.

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Questo studio è supportato da una sovvenzione della Comunidad de Madrid (S2010/BMD-2326, Inmunothercan-CM), dalla Fundacio La Marato de TV3 (70/C/2012) e da e dal Ministero dell'Economia spagnolo (MAT2013-47303 P).

1. Preparazione dei reagenti <ol><li> Preparare 1 mM HEPES Buffer sciogliendo 23,8 mg di HEPES in 100 ml di acqua distillata. Regolare il pH a 7. </li><li> Preparare 10% NaHSO 3 sciogliendo 10 g di NaHSO 3 in 100 ml di acqua distillata. Mescolare la miscela per 15 min. </li><li> Preparare la soluzione NaOH sciogliendo 1 g di NaOH in 100 ml di acqua. Agitare per 10 min. </li><li> Preparare 10 mM tampone fosfato sciogliendo 600 mg di NaH 2 PO 4 in 1 L di acqua. Aggiungere attentamente 0,34 ml di acido fosforico e mescolare per 30 min. Regolare il pH a 2,9 (intervallo di accettabilità 2,7-3,0). </li><li> Preparare 10 mM tampone fosfato sciogliendo 269 mg di NaH 2 PO 4 e 1,09 g di Na 2 HPO 4 all&#39;acqua distillata per ottenere un volume di 1 L. Regolare il pH a 7,2. </li></ol> 2. Sintesi di acido oleico rivestiti nanoparticelle (OA-IONP) <ol><li> In un pallone adattato microonde aggiungere 0,5 g di Fe (acac) 3, 1.4 ml di oleiacido c, 0,6 ml di oleilammina e 1,19 g di 1,2-hexadodecanediol. Aggiungere 10 ml di fenil etere con attenzione attraverso la parete pallone con una pipetta graduata. </li><li> Introdurre la muffola nel reattore a microonde e avviare il protocollo forno a microonde. NOTA: software Microwave consente di scegliere l&#39;entità di diversi parametri come temperatura, pressione, velocità di agitazione, potenza e tempo di reazione. Inoltre, ha la possibilità di caricare tre diverse fasi nella stessa protocollo che permette la sintesi sintonizzabile. Una volta che il protocollo sintetica caricata inizia, microonde riscalda il campione più velocemente possibile (processo rampa) e mantiene durante il tempo di reazione prescelta (processo in esecuzione). Elezione del potere determina il tempo di rampa. </li><li> Caricare un studio dinamico nel forno a microonde. Il protocollo contiene tre fasi: <ol><li> Fase 1: impostare la temperatura a 60 ° C, 2 min, pressione 250 psi e 150 W di potenza. Mescolare la velocità deve essere in posizione alta e massima potenza in su. </li><li> Cervoe 2: impostare la temperatura a 200 ° C, tempo di 20 min, pressione 250 psi e 300 W di potenza. Mescolare la velocità deve essere in posizione alta e massima potenza in su. </li><li> Fase 3: impostare la temperatura a 250 ° C, tempo di 10 min, pressione 250 psi e 300 W di potenza. Mescolare la velocità deve essere in posizione alta e massima potenza in su. </li></ol></li><li> Dopo aver terminato il protocollo, permettono raffreddare il pallone a temperatura ambiente. NOTA: Raffreddamento processo può essere fatto con o senza flusso di gas. Entrambi i casi forniscono stessi risultati. Aggregati appaiono nella ancoretta e nella parete del pallone, lavare con EtOH e metterlo sul Erlenmeyer. </li><li> Trasferire la miscela di reazione a una beuta con una pipetta di vetro e aggiungere 10 ml di EtOH 98%. Mettere un magnete Nd-Nb-B sotto la beuta, attendere 5 minuti e rimuovere il surnatante con una pipetta di vetro. </li><li> Aggiungere 10 ml di EtOH, sonicare il campione a temperatura ambiente per 2 min e 40 kHz, mettere il campione sul magnete ed eliminare il surnatante. Ripetere questo passo alla LEAt tre volte. </li><li> Disperse nanoparticelle oleico in 30 ml di CHCl 3 e ultrasuoni a 40 kHz per 5 minuti a temperatura ambiente. Verificare la dimensione idrodinamica nel Zetasizer secondo le istruzioni del produttore. Mettere 0,5 ml di OA-IONP nella cuvetta di vetro e aggiungere 0,5 ml di CHCl 3. intervallo di accettabilità 7-10 nm espressa come dimensione Z-media intensità. NOTA: OA-IONP può essere ben disperso in esano. </li></ol> 3. Sintesi di azelaico Acido nanoparticelle (Azelaic Acid-IONP) <ol><li> Disciogliere 44,3 mg di KMnO 4 e 150,4 mg di BTACl in una miscela di H 2 O: CHCl 3 (3: 2 ml). Aggiungere la soluzione risultante ad un&#39;aliquota di 5 ml di OA-IONP nel microonde adattato matraccio. </li><li> Avviare il protocollo microonde per azelaico acidi IONP. Impostare temperatura a 105 ° C, tempo di 9 min, pressione 250 psi e potenza a 300 W. Mettere 10 ml di tampone fosfato pH = 2.9 nel pallone e ripetere il protocollo microonde. Dopo fase di raffreddamento, recuperare le nanoparticelleutilizzando un magnete ed eliminare il surnatante. </li><li> Aggiungere 5 ml di 10% NaHSO 3 a una beuta, ultrasuoni a 40 kHz per 2 minuti a 25 ° C, raccogliere le particelle utilizzando un magnete ed eliminare il surnatante. (Il passo viene ripetuto 2 volte). Lavare le nanoparticelle altre tre volte con 1% NaOH ed infine nuovamente disperdere in 5 ml di tampone fosfato pH = 7.2. </li><li> Verificare la dimensione idrodinamica e potenziale zeta. Mettere 0,7 ml di azelaico-IONP nella cella capillare piegato usa e getta e inserirla sul Zetasizer. NOTA: intervallo di accettabilità per dimensioni 25-35 nm espressa come dimensione Z-media intensità. intervallo di accettabilità per Z-Potenziale -45 ± 5 mV. nanoparticelle maggiore (~ 70 nm) possono essere ottenuti con tampone fosfato pH&gt; 7 invece pH = 2,9 (ref Chem Eur J 2008). </li></ol> 4. Sintesi di neridronato nanoparticelle (neridronato-IONP) <ol><li> Aggiungere 12 mg di EDC e 15 mg di solfo-NHS in una centrifuga con 2 ml aliquota di azelaico-IONP. Metterela miscela in un vortice a temperatura ambiente per 35 min. </li><li> Mettere un magnete sotto la centrifuga di destabilizzare le nanoparticelle, aspirare il surnatante e lavare le particelle con 1,5 ml di HEPES 1 mM pH = 7 buffer. (Ripetere questo passaggio due volte.) In seguito, aggiungere 5 mg di neridronato e agitare il composto in un vortice per 2 ore. </li><li> nanoparticelle separate con un magnete e di lavaggio (3 x 2 ml) con 1 mM HEPES pH = 7 tampone. Infine, disperdere neridronato-IONP in 2 ml di 1 mM HEPES pH = 7 buffer. </li><li> Verificare la dimensione idrodinamica e potenziale zeta. Mettere 0,7 ml di neridronato-IONP nella cella capillare piegato usa e getta e inserirla sul Zetasizer (vedi l&#39;installazione attrezzature). NOTA: intervallo di accettabilità per dimensioni 40-45 nm espressa come dimensione Z-media intensità. intervallo di accettabilità per Z-Potenziale -20 ± 5 mV. </li></ol> 5. In Vivo Rilevazione di Ateroma placca in ApoE - / - mice by MRI <ol><li> La preparazione per la risonanza magnetica Acquisition NOTA: Diversi exSono necessari sistemi di TRA per la sperimentazione animale. Quindi, sarà necessario: <ol><li> Utilizzare attrezzature adeguate per anestetizzare gli animali. </li><li> Ottenere una stretta Impianto acqua calda del circuito a circolazione con aria calda esterna per mantenere la temperatura della stalla animali. NOTA: In questo caso il sistema di monitoraggio e gating compatibili MRI registra la temperatura dell&#39;animale all&#39;interno del magnete MRI. </li><li> Monitorare la temperatura esterna in prossimità dell&#39;animale, il corpo (termometro rettale) Temperatura dell&#39;animale, il sensore di respirazione trova sotto il corpo dell&#39;animale vicino al torace utilizzando un&#39;interfaccia integrata nella console MRI. </li></ol></li><li> Esperimento MRI <ol><li> Anestetizzare gli animali con isoflurano vaporizzata (2% per l&#39;induzione per due o tre minuti e 1-1,5% per manutenzione durante l&#39;esperimento MRI) con una linea di ossigeno al 100%. </li><li> Posto l&#39;animale nel centro del magnete con l&#39;aiuto di una acquisizione profilo. </li><li> Dopo il punto 5.2.2, sintonizzare la bobina RF a 300 MHz (7 T) frequenza di risonanza e abbinare l&#39;impedenza caratteristica della bobina a 50 Ohm per una ricezione ottimale del segnale. NOTA: Prestare attenzione al cablaggio esterno e le connessioni che vanno al sistema di misura tramite l&#39;adattatore / splitter per ogni parte della batteria del trasmettitore singolarmente (nel nostro caso si trattava di una bobina in quadratura). </li><li> Dopo aver sintonizzato e la congruenza delle bobine, collegare le bobine nello scanner. </li><li> Per la calibrazione RF impulso (di forma e lunghezza) e la regolazione frequenza centrale eseguire la calibrazione sia di impulso e il centro della frequenza manualmente. Eseguire le regolazioni della taratura impulso a 90 °, spessora grossolana (vedi sotto), la frequenza centrale e guadagno del ricevitore manualmente. </li><li> Eseguire la posizione esatta con un eco di gradiente (flash o GRE) scansione localizzatore (3 piano di acquisizione scout: assiale, coronale e sagittale, chiamato anche tripilot. </li><li> Eseguire il shimming magnete per ottimizzare il campo magnetico nella omogeneità center del magnete. Eseguire questa operazione manualmente (vedi 5.2.3) utilizzando una sequenza FID uno o singolo impulso e regolare detti primo e secondo ordini spessori o qualsiasi sequenza shimming automatico incluso nel sistema NOTA: Un campo magnetico ben spessorato è facilmente riconoscibile e misurata con il T2 * (come grande è meglio) o stretto FWHM degli spettri. </li></ol></li><li> MRI acquisizione dati della targa 5 <ol><li> Iniettare 100 ml (1 mg [Fe] ml -1) di nanoparticelle neridronato per via endovenosa in coda vena e acquisire le immagini dopo l&#39;iniezione 1 ora. Caricare i parametri per l&#39;acquisizione MRI di placca aterosclerotica guardando l&#39;aorta addominale (biforcazione renale). </li><li> Mettere multistrato, da 10 a 20 fette in modalità interleave per ridurre al minimo gli artefatti. </li><li> Acquisire ad alta risoluzione rotazione veloce echo T1 pesate risonanza magnetica in vista coronale o assiale con i seguenti parametri: FOV 60 x 30 mm (coronale), 30 x 30 mm (assiale), affettare spessore 0,8 mm (con la piccola pendenza serpentina configuration questo può essere ridotto a 0,6 mm), 400 msec TR, 8 msec TE, 256 x 256 di acquisizione e di matrice ricostruzione dei dati, 6 (grande gradiente) a medie (segnale 8 piccolo gradiente) per tempi di acquisizione medi 5-8 min. NOTA: TE è particolarmente critica e la presenza del segnale di sangue e di flusso e manufatti chemical shift che può limitare le applicazioni. In questi casi il flusso insensibile fast spin echo T2-IR può contribuire a ridurre gli artefatti e l&#39;acquisizione di dati complementari nella stessa esatta posizione può aiutare a caratterizzare la placca. Inoltre, un impulso presaturazione può essere utilizzato per ridurre il tessuto grasso che circonda la parete arteriosa per una migliore delineazione del confine esterno della riduzione degli artefatti muro e chemical shift. </li><li> Trasferire le immagini utilizzando un formato standard, quali DICOM e vista software appropriato (per esempio OsiriX software di imaging o AMIDE: Medical Imaging Data Examiner) 5. Quantificare l&#39;effetto di contrasto che delimita manualmente i veszona sel, lo spessore della parete, zona del lume e la placca onere 5. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Patel, D. N., Bailey, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotechnology+in+cardiovascular+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Catheter.+Cardiovasc.+Interv.+Off.+J.+Soc.+Card.+Angiogr.+Interv%22%5BJournal%5D)">Nanotechnology in cardiovascular medicine.</a> Catheter. Cardiovasc. Interv. Off. J. Soc. Card. Angiogr. Interv. 69, 643-654 (2007).</li>
<li>Zhao, X., Zhao, H., Chen, Z., Lan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging+contrast+agent%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Nanosci.+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agent.</a> J. Nanosci. Nanotechnol. 14, 210-220 (2014).</li>
<li>Lee, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multifunctional+nanoparticles+for+multimodal+imaging+and+theragnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Multifunctional nanoparticles for multimodal imaging and theragnosis.</a> Chem. Soc. Rev. 41, 2656(2012).</li>
<li>Osborne, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+microwave-assisted+synthesis+of+dextran-coated+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 23, (2012).</li>
<li>Pellico, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave-driven+synthesis+of+bisphosphonate+nanoparticles+allows+in+vivo+visualisation+of+atherosclerotic+plaque%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Microwave-driven synthesis of bisphosphonate nanoparticles allows in vivo visualisation of atherosclerotic plaque.</a> RSC Adv. 5, 1661-1665 (2015).</li>
<li>Lin, M. M., Kim, D. K., El Haj, A. J., Dobson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+%28SPIONS%29+for+translation+to+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Nanobioscience%22%5BJournal%5D)">Development of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONS) for translation to clinical applications.</a> IEEE Trans. Nanobioscience. 7, 298-305 (2008).</li>
<li>Gupta, A. K., Gupta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+surface+engineering+of+iron+oxide+nanoparticles+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications.</a> Biomaterials. 26, 3995-4021 (2005).</li>
<li>Liu, F., Laurent, S., Fattahi, H., Vander Elst, L., Muller, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superparamagnetic+nanosystems+based+on+iron+oxide+nanoparticles+for+biomedical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomed%22%5BJournal%5D)">Superparamagnetic nanosystems based on iron oxide nanoparticles for biomedical imaging.</a> Nanomed. 6, 519-528 (2011).</li>
<li>Carenza, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+synthesis+of+water-dispersible+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+by+a+microwave-assisted+route+for+safe+labeling+of+endothelial+progenitor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Rapid synthesis of water-dispersible superparamagnetic iron oxide nanoparticles by a microwave-assisted route for safe labeling of endothelial progenitor cells.</a> Acta Biomater. 10, 3775-3785 (2014).</li>
<li>Osborne, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+microwave-assisted+synthesis+of+dextran-coated+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 23, 215602(2012).</li>
<li>Gatti, D., Rossini, M., Viapiana, O., Idolazzi, L., Adami, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+development+of+neridronate%3A+potential+for+new+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Ther.+Clin.+Risk+Manag%22%5BJournal%5D)">Clinical development of neridronate: potential for new applications.</a> Ther. Clin. Risk Manag. 9, 139-147 (2013).</li>
<li>Drake, M. T., Clarke, B. L., Khosla, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bisphosphonates%3A+mechanism+of+action+and+role+in+clinical+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Mayo+Clin+Proc%22%5BJournal%5D)">Bisphosphonates: mechanism of action and role in clinical practice.</a> Mayo Clin Proc. 83, 1032-1045 (2008).</li>
<li>Devogelaer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+bone+diseases+with+bisphosphonates%2C+excluding+osteoporosis%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Rheumatol%22%5BJournal%5D)">Treatment of bone diseases with bisphosphonates, excluding osteoporosis.</a> Curr. Opin. Rheumatol. 12, 331-335 (2000).</li>
<li>Pascu, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Reactivity+of+Iron+Oxide+Nanoparticles+by+Microwave-Assisted+Synthesis%3B+Comparison+with+the+Thermal+Decomposition+Route%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Surface Reactivity of Iron Oxide Nanoparticles by Microwave-Assisted Synthesis; Comparison with the Thermal Decomposition Route.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 15108-15116 (2012).</li>
<li>Sun, S., Zeng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-Controlled+Synthesis+of+Magnetite+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Size-Controlled Synthesis of Magnetite Nanoparticles.</a> J. Am. Chem. Soc. 124, 8204-8205 (2002).</li>
<li>Hyeon, T., Lee, S. S., Park, J., Chung, Y., Na, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+highly+crystalline+and+monodisperse+maghemite+nanocrystallites+without+a+size-selection+process%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Synthesis of highly crystalline and monodisperse maghemite nanocrystallites without a size-selection process.</a> J. Am. Chem. Soc. 123, 12798-12801 (2001).</li>
<li>Herranz, F., Morales, M. P., Roca, A. G., Vilar, R., Ruiz-Cabello, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+method+for+the+aqueous+functionalization+of+superparamagnetic+Fe+2+O+3+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">A new method for the aqueous functionalization of superparamagnetic Fe 2 O 3 nanoparticles.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 3, 215-222 (2008).</li>
<li>Herranz, F., Morales, M. P., Roca, A. G., Desco, M., Ruiz-Cabello, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+method+for+the+rapid+synthesis+of+water+stable+superparamagnetic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Weinh.+Bergstr.+Ger%22%5BJournal%5D)">A new method for the rapid synthesis of water stable superparamagnetic nanoparticles.</a> Chem. Weinh. Bergstr. Ger. 14, 9126-9130 (2008).</li>
<li>Herranz, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+conjugated+to+a+grass+pollen+allergen+and+an+optical+probe%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Superparamagnetic iron oxide nanoparticles conjugated to a grass pollen allergen and an optical probe.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 7, 435-439 (2012).</li>
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Nessuna divulgazione

Ferro nanoparticelle di ossido (IONP) sono uno dei nanomateriali più importanti ed è stato utilizzato per applicazioni diverse da molto tempo fa. L&#39;uso di questi materiali come agente di contrasto per risonanza magnetica (MRI) è un campo ben consolidata. Tuttavia, le vie di sintesi spesso prendono più volte e l&#39;ambiente è complicato. A causa di ridurre drasticamente i tempi di reazione e migliora la riproducibilità l&#39;uso di sintesi a microonde-driven sembra essere una valida alternativa per la produzione di ...

L&#39;aterosclerosi è una malattia infiammatoria cronica multifattoriale della parete arteriosa risultante da un metabolismo lipidico deregolamentato e una risposta infiammatoria difettoso. A causa della prevalenza e dei costi economici e sociali di questa e delle relative malattie cardiovascolari vi è un crescente interesse per affrontare la patologia con nuovi strumenti, di cui la nanotecnologia è uno dei più promettenti. 1-3 Tuttavia ci sono pochissimi esempi di veloce produzione e caratterizzazione di sonde che è essenziale per la traduzione alla clinica 4 in questo protocollo usiamo una sintesi a microonde di nanoparticelle di ossido di ferro per ulteriore funzionalizzazione con un bifosfonato e nel rilevamento vivo dell&#39;aterosclerosi in ApoE -. / -. topi in 1 ora 5 ferro nanoparticelle di ossido (IONP) sono un nanomateriale noto e il suo utilizzo come agente di contrasto per risonanza magnetica (MRI) è stato stabilito per il rilevamento di malattie differentis negli ultimi anni. 6-8 Forno a microonde di sintesi (MWS), permette di sintetizzare le nanoparticelle in tempi estremamente brevi, con alta riproducibilità e rese migliorate. 9,10 nel nostro protocollo otteniamo IONP con targa capacità di targeting in tre fasi. Quella finale è l&#39;attaccamento di un aminobifosfonato, neridronato, che è la chiave nella nostra strategia per le sue proprietà leganti il ​​calcio. Grazie alla loro pirofosfato analogo naturale (ppi), neridronato è stato utilizzato nel trattamento di osteogenesi imperfetta (OI) e malattia di Paget ossea (PPB) per la loro elevata affinità verso minerale ossea. 11-13 Le tre fasi del protocollo sono riassunti nello schema 1. passaggi uno e due vengono effettuate con tecnologia a microonde. Il primo passo prevede oleico nanoparticelle di ossido di ferro acido rivestite (OA-IONP) da una modifica di metodi pubblicati. 14 Il protocollo è un adattamento alla sintesi a microonde della traditional sintesi termica decomposizione. 15,16 Una miscela contenente Fe (acac) 3, acido oleico, oleilammina e 1,2-dodecandiolo viene sciolto in alcool benzilico e sottoposti a due processi di riscaldamento. La purificazione è effettuata lavando con EtOH e raccogliendo le particelle con un magnete Nd-Fe-B per eliminare l&#39;eccesso di tensioattivi nel surnatante. Poi, OA-IONP siano stabilizzati in CHCl 3. Come previsto, a causa del riscaldamento molto veloce, i risultati attesi hanno mostrato che le nanoparticelle sintetizzate da microonde sono inferiori in termini di nucleo (3,7 ± 0,8 nm) e la dimensione idrodinamica (7,5 nm) rispetto decomposizione termica tradizionale; tuttavia, le nanoparticelle presentano ancora un ottimo cristallinità. La seconda fase consiste in una modificazione chimica diretta del doppio legame, presente nel acido oleico, usando un forte ossidante come KMnO 4, la metodologia originale sviluppato nel nostro gruppo è stato modificato per condizioni MW.17 Una prima fase forma complessi tra MnO 4 - e il doppio legame. Poi, una seconda fase in condizioni acide, produce la scissione della molecola di acido oleico dando azelaico acido IONP. Dopo queste due fasi di 9 min ciascuno, il campione viene purificata, primo lavaggio con NaHSO 3 1% per ridurre l&#39;eccesso di MnO 4 - di MnO 2 e poi con NaOH 1% per neutralizzare l&#39;acido. Dopo la fase di purificazione, azelaico-IONP siano stabilizzati in 10 mM tampone fosfato pH = 7.2. Questo buffer è l&#39;ambiente migliore per la stabilità colloidale di particelle analogamente a quanto avvenuto nella reazione originale, termica. 18 L&#39;uso della microonda per l&#39;ossidazione diretta del doppio legame contenuta in OA-IONP è un buon esempio dei vantaggi di utilizzare questa tecnologia nella sintesi di nanoparticelle. Con il metodo classico della reazione avviene 24 ore, l&#39;utilizzazione di microonde diminuire il riattiin tempo per 18 min. Inoltre, il protocollo microonde-driven mostra un&#39;ottima riproducibilità dando nanoparticelle con 30 ± 5 nm di dimensione idrodinamica dopo 4 ripetizioni. A parte della variazione della dimensione idrodinamica, il potenziale zeta è un buon parametro per verificare velocemente il successo della reazione. A causa della presenza dei nuovi gruppi carbossilici in azelaico-IONP, il valore del potenziale zeta è di circa -44 mV, molto simile al valore ottenuto con il metodo termico. Per il fissaggio di neridronato per azelaico-IONP, tradizionale coniugazione EDC / sulfo-NHS viene utilizzato. 19 Questo approccio sintetico è ben stabilito dal impiegando un carbossilato attivabile con il sulfo-NHS assicura stabilità colloidale durante la reazione. Dopo l&#39;eliminazione del tampone fosfato reazione con neridronato viene condotta in 1 tampone mM HEPES (pH ~ 7). La reazione rende neridronato-IONP con una dimensione idrodinamica di 40 ± 4 nm in una dimensione ristretta distribution e -24,1 mV di zeta-potenziale. La procedura è descritta per una rapida sintesi di IONP per la visualizzazione in vivo della placca aterosclerotica, sebbene la fattibilità del metodo consente il fissaggio di qualsiasi peptide / anticorpo con ammine libere, utilizzando le stesse condizioni, per scopi diversi all&#39;interno T 2 pesate agente di contrasto MRI campo.

<table><tbody><tr><td>Microwave Explorer/Discover Hybrid-12</td><td>CEM Corporation, USA</td><td></td><td>È possibile utilizzare qualsiasi forno a microonde per la sintesi chimica</td></tr><tr><td>Colonne di desalinizzazione PD-10 monouso&nbsp;</td><td>GE Healthcare scienze della vita</td><td>17-0851-01</td><td>Qualsiasi colonna di esclusione di dimensioni funzionerà</td></tr><tr><td>Amicon&reg; Ultra-0,5 ml&nbsp;</td><td>Merck Millipore Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Misuratore di pH calibrato&nbsp;</td><td>Analisi SI</td><td>285105127</td><td></td></tr><tr><td>Magnete al neodimio&nbsp;</td><td>Aiman Gz</td><td>ND010B</td><td></td></tr><tr><td>Vortex Genius 3&nbsp;</td><td>IKA</td><td>3340000</td><td></td></tr><tr><td>ZetaSizer Nano ZS&nbsp;</td><td>Malvern Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vetro ottico a celle standard (macro)</td><td>Labbox</td><td>11718</td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer nanoseries disponsable folded capillary cells DTS1070</td><td>Malvern</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bruker Minispec mq60</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

forno a microonde-driven sintesi di ossido di ferro nanoparticelle per il rilevamento rapido di aterosclerosi

Microwave-driven Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles for Fast Detection of Atherosclerosis

Un protocollo veloce e riproducibile microonde-driven è stato sviluppato per la sintesi di nanoparticelle neridronato-funzionalizzato. Partendo dalla sintesi di nanoparticelle idrofobiche, il nostro metodo si basa su un adattamento dal metodo di decomposizione termica a microonde guidato sintesi. La nuova metodologia produce una diminuzione dei tempi di reazione in confronto con i procedimenti tradizionali. Inoltre, l&#39;utilizzo della tecnologia a microonde aumenta la riproducibilità delle reazioni, cosa importante dal punto di vista delle applicazioni cliniche. La novità di questo nanoparticelle di ossido di ferro è l&#39;attaccamento di neridronato. L&#39;uso di questa molecola conduce una porzione bisfosfonato verso l&#39;esterno della nanoparticella che fornisce Ca 2+ immobili in vitro e l&#39;accumulo selettiva vincolante in vivo nella placca ateroma. Il protocollo consente la sintesi e la rilevazione della placca in circa 3 ore da quando la sintesi iniziale da organic precursori. Il loro accumulo nella zona aterosclerotica in meno di 1 ora fornisce un mezzo di contrasto particolarmente adatto per applicazioni cliniche.

In questo protocollo, la sintesi di tre diversi IONP è descritto. Partendo da idrofobica OA-IONP, nanoparticelle stabili acquose sono ottenuti con l&#39;aiuto di sintesi a microonde-driven. Tutte le nanoparticelle presentato ultra-piccola dimensione idrodinamica (Dh &lt;50 nm) in una distribuzione di dimensione molto stretta (Figura 1c). L&#39;utilizzo della tecnologia a microonde rende ultra-piccole nanoparticelle in termini di dimensioni di base. Poiché microonde produ...

La tecnologia a microonde permette di sintesi estremamente veloce di nanoparticelle di ossido di ferro per la caratterizzazione di placca di aterosclerosi. L&#39;uso di un aminobifosfonato nel lato esterno della nanoparticella fornisce una rapida accumulazione nell&#39;area aterosclerotica.

Forno a microonde-driven sintesi di ossido di ferro Nanoparticelle per il rilevamento rapido di aterosclerosi

A fast and reproducible microwave-driven protocol has been developed for the synthesis of neridronate-functionalized nanoparticles. Starting from the ...

L'obiettivo generale di questo protocollo è l'uso della tecnologia a microonde per la sintesi rapida e la funzionalizzazione di nanoparticelle di ossido di ferro con un residuo bifosfonato, al fine di consentire una rapida rilevazione mediante risonanza magnetica dell'aterosclerosi in modelli murini. L'uso della tecnologia a microonde nella sintesi e nella funzionalizzazione di nanoparticelle di ossido di ferro è ancora limitato. Tuttavia, dimostriamo come sia possibile sviluppare protocolli estremamente rapidi e nanoparticelle di alta qualità.Il vantaggio principale di questa tecnica è che in tempi estremamente brevi è possibile produrre nanoparticelle funzionalizzate di alta qualità e utilizzarle per la cateterizzazione delle placche aterosclerotiche, mirando alle microcalcificazioni. Per iniziare la procedura, aggiungere 0,5 grammi di acetylacetanato ferrico, 1,4 millilitri di acido oleico, 0,6 millilitri di oleylammina e 1,19 grammi di 1,2-esadodecanediolo in un pallone adatto alla microonda. Aggiungere con attenzione 10 millilitri di fenil etere lungo la parete del pallone utilizzando una pipetta graduata.Successivamente, posizionare il pallone in un reattore a microonde e avv

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Bioingegneria

La diagnosi precoce di apoptosi può identificare a rischio le popolazioni di cellule in una varietà di malattie. Qui mostriamo un metodo per collegare un precoce rilevamento della proteina-apoptosi (annessina V) per una risonanza magnetica-rilevabile nanoparticelle di ossido di ferro (SPIO). Questo metodo può essere esteso ad altre proteine ​​di interesse per generare MRI-rilevabili sonde di imaging molecolare.

Sintesi di uno<em&gt; In vivo</em&gt; RM-rilevabile Apoptosis Probe

Qui, descriviamo un protocollo per la sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica con un forte momento magnetico e un forte vicino infrarosso (NIR) assorbanza. Il protocollo include anche anticorpi coniugazione alle nanoparticelle attraverso la porzione Fc per varie applicazioni biomediche che richiedono il targeting molecolare specifico.

Sintesi di Immunotargeted magneto-plasmonica nanocluster

Descriviamo la sintesi e le proprietà delle nanoparticelle multifunzionali di Fe2O3-Au prodotte da un approccio chimico umido e studiamo le loro proprietà fototermiche utilizzando l'irradiazione laser. Le nanoparticelle composite Fe2O3-Au mantengono le proprietà di entrambi i materiali, creando una struttura multifunzionale con eccellenti proprietà magnetiche e plasmoniche.

Multifunzionale ibrida Fe<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; -Au Nanoparticelle per un efficiente riscaldamento plasmoniche

Questo articolo presenta un metodo che coinvolge la sintesi e la caratterizzazione delle micelle di amphiphile peptide monocito-targeting e le corrispondenti saggi per verificare la biocompatibilità e capacità la micella di associare ai monociti.

Sintesi del monocito-targeting Peptide Amphiphile micelle per l'Imaging di aterosclerosi

Proteasi sono strettamente regolamentati enzimi coinvolti in processi biologici fondamentali e dysregulated proteasi attività unità progressione di malattie complesse come il cancro. Obiettivo di questo metodo consiste nel creare nanosensori che misurano proteasi attività in vivo producendo un segnale di fenditura che è rilevabile dall'urina di host e discrimina la malattia.

Nanosensori per rilevare attività della proteasi In Vivo per la diagnostica non invasiva

Per migliorare i test diagnostici sierologici per gli antigeni della tubercolosi Mycobacterium, abbiamo sviluppato nanosondie di ossido di ferro superparamagnetico per rilevare la tubercolosi extrapolmonare.

Sintesi, caratterizzazione e applicazione di nanosondanti di ossido di ferro superparamagnetico per il rilevamento della tubercolosi extrapolmonare

Qui, presentiamo un protocollo per ottenere68Ga ossido drogato con nucleo di ferro via veloce a microonde-driven sintesi di nanoparticelle. La metodologia rende PET / (T1) MRI nanoparticelle con efficienza superiore al 90% e purezza radiochimica del 99% in una sintesi di 20 min di radiolabeling.

Sintesi di nanoparticelle Core-drogati di ossido di ferro di 68Ga per Dual tomografia a emissione di positroni/Imaging di risonanza magnetica (T1)

Questo lavoro descrive i protocolli per la preparazione delle nanoparticelle magnetiche, il suo rivestimento con SiO2, seguito dalla sua funzionalizzazione dell'amine con (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) e la sua coniugazione con deferoxamina utilizzando una moiety succinyl come linker. Una descrizione della caratterizzazione strutturale profonda e un assaggio di batteri di cattura utilizzando Y. enterocolitica per tutte le nanoparticelle intermedie e il coniugato finale sono anche...

Sintesi di nanoparticelle magnetiche funzionalizzate, la loro coniugazione con la feroxamina Sideroforo e la sua valutazione per il rilevamento dei batteri

Le nanoparticelle di ossido di ferro sono sintetizzati tramite una procedura sol gel non acquosa e rivestiti con molecole corte anioniche o polimeri. L'uso della magnetometria per monitorare l'incorporazione e le biotrasformazioni di nanoparticelle magnetiche all'interno delle cellule staminali umane è dimostrato utilizzando un magnetometro a campione vibrante (VSM).

Utilizzo della magnetometria per monitorare l'incorporazione cellulare e la successiva biodegradazione delle nanoparticelle di ossido di ferro sintetizzate chimicamente

Questo protocollo descrive una facile sintesi di nanoparticelle di ossido di manganese (MnO) mediante decomposizione termica dell'acelalaccio (II) di manganese in presenza di oleylamina ed etere dibenzil. Le nanoparticelle di MnO sono state utilizzate in diverse applicazioni, tra cui la risonanza magnetica, il biosensing, la catalisi, le batterie e il trattamento delle acque reflue.

Sintesi di Nanoparticolo di ossido di Manganese per decomposizione termica di Manganese(II) Acetylacetonate

Descriviamo un test fluorescente in grado di confermare in modo rapido ed economico la capacità di nuovi composti di chelare il ferro. Il test misura la capacità dei composti di superare l'attività di legame del ferro della debole sonda fluorescente chelante del ferro Calceina, con conseguente aumento quantificabile della fluorescenza quando si verifica la chelazione.

Metodo fluorescente quantificabile ed economico per confermare la capacità di nuovi composti di chelare il ferro 

Scopri la sintesi rapida di nanoparticelle di ossido di ferro mediante tecnologia a microonde per il rilevamento dell'aterosclerosi tramite MRI in modelli murini. Questo metodo efficiente migliora il targeting delle placche aterosclerotiche.

Forno a microonde-driven sintesi di ossido di ferro Nanoparticelle per il rilevamento rapido di aterosclerosi

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