Method Article

초초파라마그네틱 산화질소 나노프로브의 합성, 특성화 및 적용

DOI:

10.3791/58227

⸱

February 16th, 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Pulmonary and Critical Care Medicine, Taipei Medical University-Shuang Ho Hospital, 2Department of Research and Department of Dentistry, Taipei Medical University / Shuang-Ho Hospital, 3Department of Pathology, Taipei Medical University, 4Department of Urology, School of Medicine, College of Medicine, Taipei Medical University, 5McLean Imaging Center, McLean Hospital/Harvard Medical School, 6Department of Physical Medicine and Rehabilitation, School of Medicine, College of Medicine, Taipei Medical University, 7Department of Medicine, Mackay Medical College, 8Department of Biological Science and Technology, National Chiao Tung University, 9Graduate Institute of Clinical Medicine, Taipei Medical University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

결핵 균균에 대한 혈청학적 진단 테스트를 개선하기 위해 초파라마그네틱 산화철 나노프로브를 개발하여 폐결핵을 검출했습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

초파라마그네틱 산화물(SPIO) 나노입자 및 결핵 표면 항체(MtbsAb)를 포함하는 분자 이미징 프로브를 합성하여 폐외 결핵(ETB)에 대한 이미징 감도를 향상시켰다. SPIO 나노프로브를 합성하고 MtbsAb와 공액화하였습니다. 정제된 SPIO-MtbsAb 나노프로브는 TEM 및 NMR을 사용하는 것을 특징으로 하였다. 프로브의 표적화 능력을 결정하기 위해, SPIO-MtbsAb 나노프로브는 시험관내 이미징 검사를 위해 Mtb로 배양하고 자기 공명(MR)으로 생체 내 조사를 위해 Mtb 접종 마우스에 주입하였다. Mtb 및 THP1 세포의 자기 공명 영상(MRI)에 대한 대비 향상 감소는 SPIO-MtbsAb 나노프로브 농도에 비례하는 것으로 나타났다. Mtb-감염된 마우스내의 정맥 SPIO-MtbsAb 나노프로브 주사 30분 후, 육아종 부위의 신호 강도는 PBS 주사를 받은 마우스에 비해 T2 가중 MR 이미지에서 14배 향상되었다. MtbsAb 나노 프로브는 ETB 검출을 위한 새로운 양식으로 사용될 수 있습니다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

전 세계적으로, 폐외 결핵 (ETB)는 결핵 (TB) 케이스의 중요한 비율을 나타냅니다. 그럼에도 불구하고, ETB 진단은 종종 그것의 교활한 임상 프리젠 테이션 및 진단 테스트에 대한 성능 저하 로 인해 놓치거나 지연됩니다; 거짓 결과는 산 빠른 간균에 대한 부정적인 가래 얼룩을 포함, 조직 병리학에 육아종 조직의 부족, 또는 배양 결핵에 실패 (Mtb). 일반적인 케이스에 비해, ETB는 적게 빈번하게 생기고 Mtb 간균의 작은 해방을 관련시킵니다. 또한, 일반적으로 림프절, 흉막 및 골관절 부위1과같이 접근하기 어려운 부위에 국한되어 있다. 따라서, 세균 학적 확인을 위험하고 어렵게 만드는 적절한 임상 표본을 얻기위한 침습적 인 절차는 필수적입니다2,3,4.

ETB에 대한 시판되는 항체 검출 시험은 광범위한 민감도(0.00-1.00) 및 모든 폐 부위에 대한 특이성(0.59-1.00)이결합된 5로인해 임상 적 검출에 신뢰할 수 없다. 인터페론-γ, 배양 여과 단백질(CFP....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

동물 실험에 관한 모든 프로토콜은 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 국립 보건 원 지침 (8 판, 2011)에 따라 실험실 동물 사육에 대한 표준 운영 절차를 따르며, 동물 보호 및 사용 위원회를 운영합니다.

1. SPIO 나노 입자 합성

  1. dextran 코팅 된 산화철 자기 나노 입자를 실온에서 dextran T-40 (5 mL; 50 % w) 및 수성 FeCl3× 6H2O (0.45 g; 2.77 mmol) 및 FeCl2× 4H2O (0.32 g; 2.52 mmol) 용액을 격렬하게 교반하여 준비하십시오.
  2. NH4OH (10 mL; 7.5 % v / v)를 빠르게 추가하십시오.
  3. 1시간 동안 블랙 서스펜션을 추가로 저어; 그 후, 17,300 x g에서 10 분 동안 원심 분리를 한 다음 응집체를 제거합니다.
  4. 최종 SPIO 제품을 겔 여과 크로마토그래피(20)에 의해 언바운드 덱스트란트T-40과분리한다.
  5. 반응 혼합물(총 부피 = 5 mL)을 2.5 cm × 33 cm 컬럼에 적재하고 0.1 M Na ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

SPIO-MtbsAb 나노프로브 합성 및 특성화
SPIO 나노 입자는 MtbsAb와 결합하도록 설계되었습니다. SPIO 나노입자의 표면상에 안정화된 덱천은 에피클로로히드린에 의해 가교되었다. SPIO 나노입자는 이후에 EDBE와 혼입하여 덱스렌 말단에서 1차 아민 작용기를 활성화시켰다. SA는 그 때 SPIO-EDBE-SA를 형성하기 위하여 융합되었습니다. SPIO-MtbsAb 나노프로브는 커플링 제의 존재에서 SPIO-EDBE-SA와 MtbsAb의 컨쥬게이션을 통해 최종 단계에서 형성된다. SPIO-MtbsAb 나노프로브의 TEM이미지(그림 1)는SPIO-MtbsAb 나노프로브가 잘 분산된 외관을 가졌다는 것을 보여준다. SPIO-MtbsAb 나노프로브 코어의 평균 크기는 3.8±0.4 nm(200 입자 계산)이었다.

수성 용액에서, 나노프로브의 이완값, r1

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

관련 연구와 유사하게, SPIO-MtbsAb 나노 프로브에 관한 우리의 연구 결과는 Mtb27,28에대한 유의한 특이성을 입증했다. 피하 Mtb 육아종은 마우스 모델에서 결핵 주사 후 1개월 후에 발견되었다. 전형적인 결핵 육아종 성 학발견은 림프구 침투, 상피 대식세포의 존재, 및 신생 혈관을 포함했다. 산-고속 간균은 결핵 병변에 흩어졌고, MtbsAb 면역히스토화학 적 발견을 부식시했다. 이것은 Mtb 표면 항원과 MtbsAb 사이 면역학 반응을 표시했습니다. 베를린 블루는 MtbsAb와 동일한 영역을 강조하여 산성 빠른 Mtb로 의 구체성을 확증했습니다.

특히, Mtb 및 단핵성 THP1 세포에 대한 MRI에 대한 음의 대비 향상의 정도는 SPIO-MtbsAb 나노프로브 농도에 비례하였다. Mtb 육아종을 베어링하는 마우스가 SPIO-MtbsAb 나노프로브를 투여했을 .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자 중 누구도이 연구에서 검토 된 자료에 대한 독점적 인 관심을 가지고 있지 않습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 경제 대만의 재정 지원에 감사드립니다 (NSC-101-2120-M-038-001, MOST 104-2622-B-038 -007, MOST 105-2622-B-038-004)이 연구 작업을 수행 할 수 있습니다. 이 원고는 월리스 학술 편집에 의해 편집되었습니다.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
(벤조트리아졸-1-일옥시), 트리피롤리디노포스포늄, 헥사플루오로포스페이트시그마-알드리치
1-하이드록시벤조트리아졸,시그마-알드리치
, 덱스트란(T-40)GE, 헬스케어, 생명과학, AB
에피클로로히드린, 2,2'-(에틸디옥시)비스(에틸아민)시그마-알드리치
염화제이철, 육수화물Fluka
염화철 사수화물Fluka
인간 monocytic THP-1
M. bovis BCG파스퇴르 Mé rieuxConnaught 변형; ImmuCyst Aventis
MRIGE 의료 시스템3.0-T, Signa
NH4OHFluka
NMR 이완계BrukerNMS-120 Minispec
Sephacryl S-300GE Healthcare Bio-sciences AB
Sephadex G-25GE Healthcare Bio-sciences AB
SPECTRUM 분자 다공성 멤브레인 튜브, 12,000 -14,000 MW 차단Spectrum Laboratories Inc
TB 표면 항체- MtbAcris 항체 GmbHBP2027
투과 전자 현미경JEOLJEM-2000 EX II
, ,, 에 대한 다클론 항체

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Small, P. M., et al. Treatment of tuberculosis in patients with advanced human immunodeficiency virus infection. New England Journal of Medicine. 324, 289-294 (1991).
  2. Alvarez, S., McCabe, W. R. Extrapulmon....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Superparamagnetic Iron Oxide NanoparticlesExtrapulmonary Tuberculosis DetectionMagnetic Resonance ImagingTransmission Electron MicroscopyNuclear Magnetic ResonanceGel Filtration ChromatographyDextran Coated Iron OxideMycobacterium tuberculosis Surface AntibodyT2 Weighted MRISignal Intensity Enhancement

Related Articles