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방법 논문

위한 도구로 리포좀 캡슐화 된 근적외선 형광의 형광 담금질 생체 광학 이미징

15.7K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/52136

⸱

2015년 1월 5일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

생체 내 이미징을 위한 형광단의 사용은 옵소니화, 빠른 제거, 낮은 검출 감도 및 숙주에 대한 세포 독성 효과로 인해 크게 제한될 수 있습니다. 필름 수화 및 압출에 의한 리포솜 내 형광단의 캡슐화는 형광 소멸 및 보호로 이어져 높은 검출 감도로 in vivo 이미징을 가능하게 합니다.

초록

광학 이미징은 광범위한 진단 방식을 제공하며 생체 의학 이미징 도구로 많은 관심을 끌고 있습니다. 현재 사용 가능한 이미징 기술의 엄청난 수와 기기의 발전에도 불구하고 in vivo 이미징에 적합한 고감도 프로브에 대한 요구는 여전히 존재합니다. 사용 가능한 전임상 형광 프로브의 일반적인 문제 중 하나는 생체 내에서 빠르게 제거되어 이미징 감도가 감소한다는 것입니다. 급격한 제거를 우회하기 위해, 표적 부위에서 염료 분자의 수를 늘리고, 그로 인해 배경 자가형광을 줄이고, 근적외선 형광 염료의 캡슐화, 리포좀에서 DY-676-COOH를 캡슐화하고, 염증의 생체 내 이미징 가능성을 검증했습니다. DY-676은 고농도에서 자체 담금질하는 능력으로 알려져 있습니다. 먼저 자가 담금질에 적합한 농도를 결정한 다음 이 담금질 농도를 PEGylated 리포좀의 수성 내부로 캡슐화했습니다. 리포좀의 담금질 및 활성화 가능성을 입증하기 위해 당사는 캡슐화된 염료에 영향을 주지 않고 리포솜 막을 손상시키는 가혹한 동결 방법을 사용합니다. 높은 수준의 형광 담금질을 특징으로 하는 리포솜은 Lip-Q라고 불렸습니다. 우리는 다양한 세포주를 사용한 실험을 통해 Lip-Q의 흡수가 주로 식세포작용에 의해 이루어진다는 것을 보여주었으며, 이를 통해 마우스 모델의 염증에 대한 생체 내 이미징을 위한 도구로서의 잠재력을 특성화할 수 있었습니다. 또한, 생쥐에서 zymosan-induced edema model을 사용하여 in vivo 염증의 광학 이미징에서 Lip-Q의 잠재력을 입증합니다. 염증으로 인한 향상된 투과성 및 유지(EPR) 효과로 인한 흡수 가능성을 고려하여 DY-676-COOH(Lip-dQ라고 함) 및 무료 DY-676-COOH의 낮은 담금질 농도를 가진 상시 가동 리포좀 제형을 동물 실험에서 Lip-Q와 비교했습니다.

서론

리포좀 집중적으로 연구 및 임상 응용에 가장 1,2- 생체 의용 약물 전달 시스템의 하나로서 역할을하고있다. 이들은 주로 천연 세포막의 일부를 모방하는 화합물이다 생체 둘 콜레스테롤 및 인지질로 구성된다. 친수성 물질은 수성 내부에 혼입 될 수있는 반면, 친 유성 제제는 리포좀 인지질 이중층 3 내에 내장 될 수있다. 리포좀의 수성 내부 내에 캡슐화 물질의 생체 내에서 분해에 대한 보호 기능을 부여하고 또한 종양 세포 파괴를 목표로 화학 요법 제를위한 예시적인 질병의 치료에 사용되는 세포 독성 약물의 독성 효과로부터 호스트 시스템을 방지한다. 폴리에틸렌 글리콜 중합체와 같은 리포솜 표면의 변형 (PEG 화)를 더 인해 sterical 안정화 (4)에 생체 내에서 리포솜 혈액 순환 시간을 연장한다. Moreov어, 리포좀 단백질 5, 6, 친수성 물질 7,8 효소 (9) 등 여러 가지 물질의 높은 농도를 격리한다 수 있습니다. 그러므로 그들은 암 치료 4 독소루비신으로 세포 독성 약물의 전달을 위해 자신의 승인을받을만한 신뢰할 임상 치료 및 진단 도구를 제공합니다. 유연성이 있기 때문에, 리포좀은 또한 진단 및 영상 유도 수....

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프로토콜

참고 : 모든 절차가 지역 동물위원회 및 동물의 윤리적 사용에 대한 국제 지침에 따라 승인됩니다.

용 재료 및기구 1. 준비

  1. 자발적으로 형성된 소포 분산액의 제조 (SFV)
    1. 다음과 같은 인지질의 재고 솔루션을 녹여 준비 : 214 ㎎ / ㎖ 계란 포스파티딜콜린 (EPC), 134 ㎎ / ㎖ 콜레스테롤, 122 ㎎ / ㎖ 1,2- distearoyl- SN -glycero-3-phosphoethanolamine- N - [메 톡시을 (폴리에틸렌 글리콜) -2000 (암모늄 염) (MPEG -DSPE 2000) 및 2 ㎎ / ㎖의 1,2- dioleoyl- SN -glycero -3- phosphoethanolamine- N - (7- 니트로 2-1,3-benzoxadiazol -4- 유리 병에 클로로포름 및 저장소 일) (암모늄염) (NBD-DOP​​E).
    2. 둥근 바닥 플라스크에 대략 3 ㎖ 클로로포름 퍼니 및 EP 이루어진 리포좀을 제조하는 둥근 바닥 플라스크에 인지질 스톡 용액의 적절한 용적을 전송할C : 3 : Chol을 0.5 : 6.5의 몰비가 mPEG 2000 -DSPE. 리포....

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결과

이러한 리포좀의 수성 내부에 여기에 사용 NIRF 염료 DY676-COOH와 같은 형광 염료의 고농도의 캡슐화는 형광 소광의 하이 레벨로 이끈다. 형광 급냉, 고농도 많은 형광체와 함께 볼 현상은, 대상 지역의 높은 감도 및 신뢰성있는 검출이 요구되고 생체 내 이미징 애플리케이션의 여러에서 이용 될 수있다. 리포좀의 사용은 또한 생체 내 (in vivo) 적용을위한 필수 불가결 염료의 보호를 제공한다. 리포좀의 철저한 특성화가 필요하며 생체 내 이미징을 위해 염료 캡슐화, 안정성과 리포좀의 크기, 형광 담금질 및 체외에서 캡슐화 된 색소의 활동도 적용의 수준 등 여러 가지 요인을 포함한다. 자유 염료의 비교, DY-676-COOH와 켄칭 리포좀 (립-Q)뿐만 아니라 매우 낮은 콘센트와 비 켄칭 리포솜 (dQ를 립)캡슐화 된 염료의 비율은 특히 생체 내 특성화에 대한 때문에 중요하다.

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토론

리포좀은 또한 형광 염료 전달​​ 시스템에 대한 역할을 할 수 있기 때문에, 그것들은 대상 질환의 촬상을 가능하게한다. 이러한 NIRF 염료, 여기서 사용 DY676-COOH, 형광 염료 등의 고농도의 캡슐화는 포획 염료의 형광 소광의 하이 레벨로 이끈다. 형광 급냉, 고농도로 많은 형광체와 함께 볼 현상은 대상 영역의 높은 감도 및 신뢰성있는 검출이 요구되는 생체 내 이미징 애플리케이션에서 여러 가지로 이용 될 수있다. 리포좀의 사용은 또한 생체 내 (in vivo) 적용을위한 필수 불가결 염료의 보호를 제공한다.

영화 수화 및 압출 기술은 필요에 따라 다른 크기 범위와 리포좀의 성공적인 준비를 할 수있는 널리 사용되는 방법이며, 서로 다른 물질 (25)의 다수의 캡슐화 등의 수정을 허용합니다. 따라서, 립의 제조에 적합osomes 이미징을 위해 NIR 형광 염료, DY-676-COOH로 캡슐화. 이 방법은 염료의 침묵 농.......

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공개 사항

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감사의 글

이 작품은 독일 연구 협회의 HI-698 / 10-1 보조금과 RU-1652 / 1-1에 의해 지원되었다. 우리는 우수한 기술 지원과 종류의 지원에 대한 회사 DYOMICS GmbH에, 예나에 대한 도린 월 감사합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
< 강> 리포좀 준비를위한 재료 및 장비<
/ 강> 달걀 포스 파티 딜 콜린Avanti Polar Lipids840051P클로로포름에 용해하여 유리 바이알 (214 mg / ml)에 보관
레스테롤SigmaC8667클로로포름에 용해하여 유리 바이알 (134 mg / ml)에 보관하십시오.
1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-[메톡시(폴리에틸렌 글리콜)-2000] (암모늄염)Avanti Polar Lipids880120P클로로포름에 용해시켜 유리병(122mg/ml)에 보관
1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-N-(7-니트로-2-1, 3-benzoxadiazol-4-yl) (암모늄 염)Avanti Polar Lipids810145P클로로포름에 용해시켜 유리 바이알에 보관 (2 mg/ml)
Sartorius MC1 (d = 0.01 mg)Sartorius AGResearch RC 210 P의 칭량에 사용됩니다
. Chi Labortechnik AGR-114인지질 필름의 수화에 사용됩니다
. 치 Labortechnik AGR-481인지질 필름의 수화에 사용됩니다
. 진공 컨트롤러B & uuml; chi Labortechnik AGB-720의 수화에 사용됩니다
. chi Labortechnik AGB-177인지질 필름 수화에 사용
순환 냉각기LAUDA DR. R. WOBSER
GMBH & CO. KG
WKL 230인지질 필름
DY-676-COOHDyomics GmbH676-0010 mM Tris에 용해하고 -20 °C에 재고를 저장하십시오. C
Tris-(Hydroxymethyl)-aminomethanApplichemA1086버퍼 10 mM, pH 7.4
TrichlormethanCarl Roth GmbH + Co. KGY015.2리포좀 제제에 사용
SonicatorMerck Eurolab GmbHUSR 170 H리포좀 제제에 사용
Vortex Genie 2 (Pop-off Cup, No. 146-3011-00)Scientific Industries Inc.리포좀 제제에 사용되는SI-0256
Sephadex G25 매체 GE Healthcare Europe GmbH17-0033-01리포좀 정제에 사용됩니다
Triton X100Ferak Berlin GmbH505002염료 정량화를 위해 리포솜을 파괴하는 데 사용됩니다
LiposoFast-BasicAvestin Inc.리포좀 압출에 사용
폴리카보네이트 필터 멤브레인, 100nm(Whatman Nucleopore Trans Etch Membrane, NUCLEPR PC 19 MM, 0.1 U)VWRLiposoFast-Basic을 통한 리포좀 압출에 사용
Fluostar Optima염료 정량화에 사용되는Labtech
Zetasizer Nano ZSMalvern포좀 크기 및 제타포텐셜 측정에 사용
초원심분리기 시료 농도에 사용되는Rotor Beckmann Coulter GmbHXL 80
Rotor Beckmann Coulter GmbHSW 55 TI는 시료
리포좀 및 광학 이미징 평가를 위한 재료 및 장비
Zymosan-A Saccharomyces cereviciaeSigmaZ4250-250MG염증
유도에 사용Isotonic Saline (0.9%)Fresenius GmbHPZN-2159621Zymosan-A
Isoflurane 기화기Ohmeda Isotec 4동물 마취에 사용됩니다
PZN-7253744마취
Thermo Mat Pro 20 WLucky Reptile61202-HTP-20마취 중에 동물을 따뜻하게 유지하는 데 사용됩니다.
Omnican-F (1 ml 주사) 의 피하 및 정맥 주사 적용에 사용되는BraunPZN-3115465
마취 중 동물의 눈 건조를 방지하는 데 사용
Hanks 완충 식염수 PAALaboratories / Biochrom AGL2045w / o Mg2 +, Ca2 + 및 페놀 레드. 프로브 희석 및 세포 세척을 위해
8-Well 챔버 슬라이드BD Biosciences354108세포 배양 후 현미경 검사에 사용됩니다.
세포 배양 플라스크Greiner BioOne
세포 배양 배지Gibco (life technologies GmbH)
태아 송아지 혈청 Invitrogen
Poly-L-Lysine 용액 (0.01%, 50  ml)SigmaP4832세포 배양 챔버 슬라이드를 코팅하는 데 사용됩니다
. Mountant PermafluorThermoScientific S21022-3현미경 검사용 장착 솔루션
Hoechst-33258AppliChemDNA 염색
Hera-Safe HeraeusInstruments세포 배양에 사용되는 멸균 작업대
HERA 세포Heraeus Instruments세포 배양에 사용되는 인큐베이터
LSM510-MetaZeiss컨포칼 현미경 검사
에 사용Maestro-TM in vivo 형광 이미징 시스템CRi, Woburn, 작은 동물의 전신 형광 이미징에 사용되는
분광 광도계 (Ultrospec 4300 pro UV)측정에 사용되는GE Healthcare
(Jasco FP-6200)형광 방출
Animals< / strong>
NMRI 마우스 (8-12 주령, 수컷)Elevage Janvier, France는 염증 시험에 사용됩니다.
콜 인지질 Rotavapor Bü는 은 은 인지질 필름 Vacobox Bü은 . . BMG 리 농도에 사용됩니다의 희석에 사용되며 .은 프로브 Panthenol 아이 크림 Jenapharm PZN-3524531는 현미경 검사용 흡수 분광 형광계 측정에 사용되는 Jasco

참고문헌

  1. Buse, J., El-Aneed, A. Properties, engineering and applications of lipid-based nanoparticle drug-delivery systems: current research and advances. Nanomedicine (Lond). 5, 1237-1260 (2010).
  2. Lim, S. B., Banerjee, A., Onyuksel, H.

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