このプロトコルは、フラーレンとブレンドされた導電性ポリマーナノ粒子の製造方法を説明しています。これらのナノ粒子は、光線力学療法(PDT)の次世代光増感剤としての可能性について調査されました。
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このプロトコルは、フラーレンとブレンドされた導電性ポリマーナノ粒子の製造方法を説明しています。これらのナノ粒子は、光線力学療法(PDT)の次世代光増感剤としての可能性について調査されました。
この記事では、フォトダイナミックセラピー(PDT)の次世代光増感剤として、フラーレンをブレンドした導電性ポリマーナノ粒子の作製と再現性のあるin-vitro評価の方法が報告されています。ナノ粒子は、半導体ポリマーMEH-PPV(ポリ[2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシロキシ)-1,4-フェニレンジビニレン])とフラーレンPCBM(フェニル-C61-酪酸メチルエステル)との非適合溶媒の存在下での疎水性相互作用によって形成されます。MEH-PPVは、高い吸光係数を備えているため、トリプレット形成率が高く、フラーレンPCBMへの電荷とエネルギーの効率的な移動につながります。後者のプロセスは、フラーレン支援トリプレットおよびラジカル形成、およびMEH-PPVの超高速不活性化を通じてPDTシステムの効率を向上させます。今回報告した結果は、このナノ粒子PDT感作系が非常に効果的であり、がん細胞株に対して予想外の特異性を示すことを示しています。
光線力学療法(PDT)は、光増感剤は、光増感剤は、活性酸素種(ROS)を生成する光に標的組織に投与し、露光時にされています。そのような一重項酸素及びスーパーオキシドなどのROS種は、酸化ストレス、細胞および組織1-4に続く構造的損傷を誘発することができます。これにより、アプリケーションが容易にこの方法が盛んに研究されており、臨床試験が行わ5,6をとっています 。しかし、そのような(縮小生物学的利用能および潜在的な急性毒性につながる)増感剤の暗い増感剤の毒性、光(による増感剤の非選択的分布に)患者の感受性、および疎水性のような重要な問題が残っています。
ここでは、製造およびPDTの次世代光増感としてフラーレンを配合したポリマーナノ粒子を行うインビトロ評価のための方法を報告しています。ナノ粒子の自己凝集によって形成されます半導体ポリマーMEH-PPV(ポリ[2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン])、これらの材料は、互換性の中に溶解させたフラーレンPCBM(フェニルC 61 -酪酸メチルエステル)と溶媒を急速に非相溶性溶媒( 図1A)に注入されます。ホストポリマーとしてMEH-PPVの選択は、三重形成率の高さにつながる、高い吸光係数によって動機づけ、およびフラーレンPCBM 7への効率的かつ超高速充電およびエネルギー転送の両方されています。これらのプロパティは、PDT内の一重項酸素とスーパーオキシド形成の感作のために理想的です。
フラーレンは、実際には両方の分子とナノ粒子の形態8-13に 、PDTに適用されています。しかし、重度の細胞毒性がさらなる発展を妨げている12。ここでは、MEH-PPVのホストマトリックス中にフラーレンをカプセル化すると、その私PDTの増感材料に複合MEH-PPV / PCBMのナノ粒子の結果を得るためにすることを示します本質的に細胞傷害性ではないよ、ナノ粒子サイズおよび表面電荷、および前述の光物理的特性に起因する低光用量で利回りの高い効果的なPDT治療による癌細胞に対する特異性を示します。
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1.培養細胞株
ナノ粒子の作製2。
イメージングのためのナノ粒子を有する細胞株の3インキュベーション
注:すべての画像化実験は、35mmのペトリ皿に完成しました。
ナノ粒子の4固有細胞毒性
5. PDT後細胞生存率を測定
6.蛍光顕微鏡
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取り込みおよびナノ粒子の本質的な細胞傷害性
50重量%ブレンドMEH-PPV / PCBMのナノ粒子は、TE 71、MDA-MB-231、A549及びOVCAR3細胞株と共にインキュベートしました。 PCBMブレンドレベルは、共役ポリマーとフラーレン14の間の理想的な電荷およびエネルギー伝達特性を与えることが示されている50重量%のPCBMとして選ば れました。ナノ粒子の取り込みの蛍光画像は、 図1Bに示されています。細胞は、ナノ粒子の取り込みを確実にするために、ナノ粒子と24時間インキュベートしました。次いで、細胞を画像化する前に、4%パラホルムアルデヒドで固定し、細胞および核の位置を検出するためにDAPIで染色しました。画像十分に分離された細胞のために40%の集密度を維持しました。対応する位相コントラスト画像と蛍光画像をA549及びOVCAR3癌細胞株によるナノ粒子の優先的な取り込みがあることを示しています。検出可能な蛍光は、TE 71の制御に見ることができませんそしてMDA-MB-231癌細胞株、制限された取り込みを...
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ナノ粒子を製造しながら、ナノ粒子の取り込みを達成するために、それはいくつかの重要な措置を維持するために必要でした。それは、この溶液の濃度は、形成されるナノ粒子のサイズを決定する上で重要な役割を果たしていることが観察されたように、THF中(50重量%のPCBMとブレンド)10 -6 M MEH-PPV溶液を、DI水に注入するように調製しました。濃度は、UV-VIS分光法により確認しました。プロトコルのステップでは、このソリューションが1よりもはるかに大きい吸光度注入の速度を有しているので、最初に第1のUV-Visスペクトルをとる前にMEH-PPV溶液(希釈していないMEH-PPV原液)を用意し希釈する必要があった2.1.3ことに注意してくださいまた、ナノ粒子のサイズを決定する際に重要な役割を果たし、激しくDI水を攪拌しながら、可能な限り速くなければなりません。ゆっくり注入は、大きなナノ粒子になります。また、撹拌をさらに凝集を回避するために、注射直後に停止する必要があります。注入しながら溶液を水では、ナノ粒子の大きさに影響を与える気泡形成を避けるために、溶液中に完全に針を挿入しながら、バイアルの内面の近くに針を維持する...
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著者らは開示するものは何もない。
著者は、この研究に対する財政的支援に対して、全米科学財団(NSF)がCAREER賞(CBET-0746210)および賞CBET-1159500を通じて感謝しています。細胞培養にご協力いただいたTurkson先生(ハワイ大学がんセンター)とAltomare先生(Univ. of Central Florida College of Medicine)に感謝いたします。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| ポリ[2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシロキシ)-1,4-フェニレンジニレンジ](MEH-PPV) | シグマエイドリッチ | 536512-1G | 平均Mn 150,000-250,000 |
| [6,6]-フェニルC61 酪酸メチルエステル(PCBM) | シグマAidrich | 684449-500MG | >99.5% |
| テトラヒドロフラン(THF) | EMD | TX0284-6 | Drisolv |
| 1 mlシリンジ国立 | 科学会社 | 37510-1 | MEH-PPV溶液 |
| シリンジ | フィルターVWR | 28145-495 | 25 mm、0.2 µのろ過用;m、PTFE |
| 1 mlシリンジ | ハミルトン社 | 81320 | MEH-PPV溶液を水に注入してナノ粒子を作るため |
| ダルベッコのイーグルスミディアム/ハムのF-12 50/50ミックスの改良型(DMEM) | コーニング(VWR) | 45000-350 | |
| ハンクの平衡塩溶液(フェノールレッドなし)(HBSS) | 品質生物学的(VWR) | 10128-740 | |
| ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水、カルシウムとマグネシウムを含まない1倍(DPBS) | コーニング(VWR) | 45000-436 | |
| シ胎児血清、レギュラー(熱不活性化)(FBS) | コーニング(VWR) | 45000-736 | |
| トリプシンEDTA 1x 0.25% | コーニング(VWR) | 45000-664 | プシン/ 2.21 mM EDTA、重炭酸ナトリウム、カルシウム、マグネシウムブタパルボウイルスを含まないHBSSで16 |
| %パラホルムアルデヒドを試験しました | 電子顕微鏡科学 | 15710 | 16%パラホルムアルデヒドは、PBS DAPIを添加して4%に希釈されます |
| ビオチウム VWR | 89139-054 | 核染色 | |
| 5 ml ピペット | VWR | 82050-478 | |
| 75 cm2 培養フラスコ | VWR | 82050-856 | 細胞培養 |
| 96 ウェルプレート | VWR | 82050-771 | MTT アッセイ用 |
| ベント付き組織培養皿 | グライナー バイオワン (VWR) | 82050-538 | |
| ヨウ化プロピジウム | 分子プローブ | P3566 | |
| アネキシン V FITC | ポトーシス用 | Invitrogen | A13199 |
| Celltiter 96 non-R 1000 アッセイ | プロメガ (VWR) | PAG4000 | MTT |
| CellROX グリーン試薬、酸化ストレス検出用 | Invitrogen | C10444 | ROS用検出 |
| 紫外可視分光器 | Agilent 8453 | ||
| 蛍光分光器 | NanoLog HoribaJobin Yvon | ||
| 動的光散乱 | PD2000DLS、精密検出器 | ||
| インキュベーター | NuAir DH オートフロー | ||
| 共焦点顕微鏡 | Zeiss Axioskop2 | 63X 油浸対物レンズ | |
| エピルミネッセンス顕微鏡 | オリンパス IX71 | 60X 水浸対物レンズ、Andor Zyla sCMOSカメラ | |
| ソーラーシミュレータ | ニューポート 67005 オリエルインスツルメンツ | ||
| リファレンス 太陽電池 | オリエル | VLSI規格 組み込まれている | |
| マイクロプレートリーダー | BioTek Ex808 | ||
| 血球計算盤 | Hausser Scientific Partnership | 3200 | 細胞数カウント用 |
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