Name: 비 침습 온열 암 치료를위한 금 나노 입자 및 생물 시스템과 고주파의 상호 작용을 평가하기위한 프로토콜 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-08-28T11:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 51 s
Description: 학습하세요 금 나노입자와 고주파 전기장의 상호작용을 평가하는 비침습 암 치료법을 배양암세포와 생체내 마우스 모델을 활용하여 온열 특성과 독성을 분석하는 방법입니다.

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이 작품은 NIH (U54CA143837), NIH MD 앤더슨 암 센터 지원 보조금 (CA016672), V 재단 (SAC) 및 Kanzius 연구 재단 (SAC, 이리, PA)에서 제한없는 연구 보조금에 의해 투자되었다. 우리는 행정 지원, 외과 종양학, MD 앤더슨 암 센터에서 크리스틴 재 감사합니다.

완전한 실험 개요는도 1에 도시된다. 더 자세한 사항은 아래의 1-3 단계에 묘사되어있다. 1. NP 콜로이드의 평가 RF 난방 : 예를 들어 금 나노 입자 <ol><li> 일반적으로, 각각의 NP 샘플이 조사되고 들면 제 배경 이온 및 오염 물질을 제거하는 탈 이온 (DI) 물로 원심 분리 필터를 통해 샘플을 여러 번 세척 하였다. 모든 이온과 오염 물질이 씻겨되는 액체가 DI 워터와 유사한 RF 가열 속도 (시간)이 AuNP 현탁액에서 제거 된 것입니다. 이러한 정제 공정은 얻어지는 NP에 높은 농도를 허용. 이것은이 예에서 금 나노 입자를 사용하지만, 기본 원리는 다른 NP 재료에 적용 할 수 있다는 것을 주목할 가치가있다. </li><li> 예를 들어, 지름 5 ㎚의 상업적으로 이용 가능한 금 나노 입자의 500 ㎖ 병을 정화하고 전기 무선 인터넷의 13.56 MHz의 RF 필드에 대상ELD 강도 90 kV의 / m. <ol><li> ~ 여섯 50 kDa의 원심 분리기 필터 튜브 사이의 주식 AuNP 솔루션 및 분할에서 125 mL를 취하여. 3,000 rpm에서 원심 분리기. 2 분 5 초. 더 원액을 여과 버퍼와 리필 필터를 제거합니다. 모두 500 ㎖를 여과 될 때까지 반복합니다. </li><li> DI 물과 비슷한 양으로 필터링 된 버퍼를 교체하고 약 8 배 (또는 필터링 된 버퍼 RF의 시간 DI 물에 해당 될 때까지)를 반복합니다. UV-VIS 분석은 또한 오염물 흡수 피크를 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다. 버퍼 오염 물질은 완전히 각 필터로, 피펫 약 0.5 ml의 DI 물을 제거하고 반복 피펫 팅에 의해 금 나노 입자를 재현 탁하고 나면. 이것은 완전히 필터에서 금 나노 입자를 제거하고 전체 재 부유를 허용해야합니다. 한 15 ㎖의 에펜 도르프 튜브에 여섯 현탁액을 결합합니다. </li><li> 금 나노 입자는 정제, 농축 한 후, I​​CP-OES 및 / 또는 ICP-MS, UV-VI와 concentratio의 데이터에 대한 제타 전위를 사용하여 샘​​플을 분석N과 순이익 안정성, 각각. SEM 및 / 또는 TEM 분석은 형태 학적 데이터를 얻기 위해 사용될 수있다. 이러한 기술에 대한 상세한 샘플 준비는 문헌 4에서 찾아 볼 수있다. </li></ol></li><li> Kanzius RF의 이전 연구 8에 설명 된 시스템, 또는이 시스템의 유도, (아무 샘플 현재에) 공기 RF 전기장이 될 수 있도록 1.3 ㎖의 원통형 석영 큐벳을 배치 ~ 큐벳 내부 90 kV의 / M을 사용. 표준 식염수 샘플 (0.9 % 염화나트륨) 전기 필드 ~ 1.1 kV의 / m로 감소 될 것이다. 이러한 비교는 서로 다른 시스템간에 이루어질 수 있도록하는 데 사용되는 대략적인 조건이다. <ol><li> 피펫 석영 큐벳에 정제 AuNP 콜로이드의 1,000 ㎎ / ℓ의 시료 1.3 ㎖ 및 RF 필드에이를 소개합니다. 이렇게 맞춤형 테플론 샘플 홀더를 사용하여 수행 할 수있다. 120 초 동안 또는 샘플이 전기 불꽃 또는 빠른 비등을 방지하기 위해 70 °의 C에 도달 할 때까지 RF 필드에 샘플을 노출. 캘리포니아IR 카메라 및 관련 소프트웨어를 사용하는 열 화상 화 데이터 (뿐만 아니라 제어 분야) pture. 이 과정을 세 번 반복합니다. </li><li> DI 물 버퍼에서 금 나노 입자를 추출하는 다른 50 kDa의 원심 분리 필터를 통해 샘플을 고를. 세 번 다시, RF 필드에 버퍼를 재 노출. AuNP 콜로이드와 배경 DI 물 버퍼 사이의 홈런의 차이로 인해 금 나노 입자 자신에게 인사를 결정합니다. ~의 홈런을 얻을 것으로 예상 0.3 ° C / 초와 ~ 0.25 ° C / 초 AuNP 따라 HR을 제공하기 위해 0.05 ° C / 초. 생체 외 / 생체 실험에 1.3 ㎖의 물을 필터에 남아있는 금 나노 입자를 재현 탁. </li></ol></li></ol> 2. 나노 입자를 이용한 RF 유도 고열 : 체외 연구 <ol><li> 이러한 시험 관내 연구는 2 차원 단일 층을 형성하는 암 세포 유형 중 어느 타입에 적용될 수있다. 이 실험에서 인 Hep3B 세포 유래 인간의 간세포 암을 사용합니다. <ol><li> 플레이트 ~ 50,000 CEL성장 배지 1 ㎖와 12 - 웰 플레이트의 앞 세 개의 우물에 LS. 이 6 번 (컨트롤로 NP 연구를위한 3 개의 판과 3 개의 판을 사용)을 반복합니다. NPS를 도입하기 전에 24 시간 동안 37.5 ° C에서 알을 품다. 5 분 동안 바이오 안전성 내각 UV 빛 노출을 사용하여 첫 번째 NPS를 소독. </li><li> 각에 잘 1,000 ㎎ / L AuNP 솔루션의 0.1 ML을 소개하고 또 다른 24 시간 동안 둡니다. 세 제어 셀 플레이트의 각 웰에 물 0.1 ㎖를 추가하고 또한 24 시간 동안 둡니다. </li><li> 24 시간이 경과 한 후, 세포 미디어를 대기음 및 표면 바인딩 된 금 나노 입자를 제거하는 PBS로 세척. 세포 미디어를 교체합니다. 세포는 현재 RF 노출에 대한 준비가되어 있습니다. </li></ol></li><li> RF 필드에서 각 12도 전지 팩을 넣습니다. 세포가 31 ° C로 냉각 될 때까지 기다립니다 RF 발생기의 전원을 켜고 5 분 동안 노출. 세포 미디어의 최종 온도는 ~ 37 ℃가 될 것입니다 RF 필드를 끕니다. 세포를 제거하고 분석하기 전에 24 시간 동안 인큐베이터에 배치합니다. <ol> &lt;리&gt; 보육 및 대기음 세포 미디어에서 세포를 제거합니다. MTT 시약 0.4 ml로 잘뿐만 아니라 각 셀 매체의 1.6 ML을 추가합니다. 4 시간 동안 세포를 품어. 대기음 매체 및 디메틸 설폭 사이드 (DMSO) 중에서 2 ㎖로 대체. 벤치 로커의 셀 플레이트를 놓고 DMSO는 MTT 시약을 용해 할 수 있도록 10 분 동안 둡니다. 마지막으로, 광학적으로 피펫 100 개의 96 - 웰 플레이트에 각 μL와는 SPECTROstar 나노 플레이트 리더로 ​​플레이트 리더를 사용하여 570 nm에서 잘 읽어 보시기 바랍니다. </li></ol></li></ol> 3. 나노 입자를 이용한 RF 유도 고열 : 생체 내 연구 <ol><li> 이러한 생체 내 연구는 동소 또는 자궁외 쥐 모델에서 고형 종양을 형성하는 암의 유형에 적용 할 수 있습니다. 이 실험은 이소성 종양 BALB-C 누드 마우스 모델에서 인 Hep3B 간암 세포를 사용한다. </li><li> 참고 : 모든 생체 실험은 모든 관련 지침, 규정 및 규제 기관 준수에 실행. 또한, 설명하는 프로토콜은 텍사스 대학 MD 앤더슨 암 센터 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의지도와 승인하에 수행되었다. <ol><li> 적절한 성장 배지와 조직 배양 플라스크에서 세포의 적절한 수 (100 ~ K)을 성장한다. 세포 배양 기간 동안 5 % CO 2와 37 ° C 배양기에서 배양한다. </li><li> 트립신 (플라스크에서 분리)와 세포를 치료하고 매 25 μL에 대한 2 백만 세포의 솔루션을 생산하고 있습니다. (얼음) 리겔의 동일한 양을 추가하고 최종 주입 용액을 제조 잘 혼합. 마우스의 뒷면에 원하는 위치에이 솔루션을 주사하고 종양이 원하는 크기 (대부분의 세포에 대한 2-4 주)에 성장하는 시간의 적당량을 기다립니다. RF 노출 전에, BALB-C 누드 마우스는 고체 자궁외 종양에게 0.5 cm 직경를 부담해야한다. </li></ol></li><li><ol><li> anae 의해 (이 경우 BALB-C 누드 마우스) 사용되는 마우스를 준비IP의 주사 케타민과 자일 라진의 솔루션을 sthetizing. 쥐가 잠 동안, 37 ℃에서 온도 조절 실에 보관 총 20 마우스는 모든 베어링과 유사한 크기의 종양이 필요합니다. 더 AuNP 주사로 두 그룹 : 나머지 10 마우스는 RF 노출 및 비 RF 노출 컨트롤 사이에 분할됩니다 동안 열 마우스 (후자 인 PBS 주사 만)와 함께 및 금 나노 입자없이 사용됩니다. </li><li> 일단 적절히 마취 직접 27 G 바늘로 1-CC 주사기를 이용하여 종양에 금 나노 입자를 주입. AuNP 솔루션은 PBS 0.1 ㎖에 200 ㎎ / L의 오 농도에 있어야합니다. 분사 후 닦아 알코올을 혈액을 흡수하고 주사 부위를 닦아 수술 면봉을 사용합니다. </li><li> 그런 RF 발생기의 수신 머리에 처리 될 마우스 마운트. 종양이 전송 머리에 가장 가까운 수 있도록 마우스가 위치해야합니다. 피 처리되지 않은 영역을 차폐뿐만 아니라 센시구리 테이프로, 같은 눈, 귀, 발가락 등의 분야를 세 심하게 배. 아무 책임도 상승이 발생하지 않도록 구리 테이프가 적절하게 접지면과 접촉되어 있는지 확인합니다. 또한, 노광 영역은 원하는 치료 부위의 크기보다 적어도 1cm의 간격이 있어야. </li><li> 위치 IR 열 화상 카메라 종양 치료 영역이 표시되도록. 5 분 동안 RF를 켭니다. 그 결과 온도 곡선을 기록한다. 치료는 즉시 온도보다 42 ° C의 정지 처리를 실현합니다. </li></ol></li><li><ol><li> 그들은 의식이 될 때까지 RF 노출은 따뜻한 실에서 마취에서 마우스를 복구 한 후. </li><li> 나중에 같은 쥐 48 시간과 실험을 (- 3.4.1 3.3.1 단계)를 반복합니다. </li><li> 실험 후, 기관 프로토콜 및 절차에 따라 마우스를 안락사. 종양의 무게를 기록한다. 조직 학적 분석을 위해 포르말린을 사용하여 종양은 고정 및 파라핀을 포함 할 수 있습니다. 종양 섹션은 일반적으로 재치 더러워H의 헤 마톡 실린 및 에오신 및 계측 치료 효과, 예를 들어, KI-67와 관련된 대상에 대해는, 등 카스파 제 3을 절단. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Gannon, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+nanotube-enhanced+thermal+destruction+of+cancer+cells+in+a+noninvasive+radiofrequency+field%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer%22%5BJournal%5D)">Carbon nanotube-enhanced thermal destruction of cancer cells in a noninvasive radiofrequency field.</a> Cancer. 110, 2654(2007).</li>
<li>Curley, S. A., Cherukuri, P., Briggs, K., Patra, C. R., Upton, M., Dolson, E., Mukherjee, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+radiofrequency+field-induced+hyperthermic+cytotoxicity+in+human+cancer+cells+using+cetuximab-targeted+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Ther.+Oncol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive radiofrequency field-induced hyperthermic cytotoxicity in human cancer cells using cetuximab-targeted gold nanoparticles.</a> J. Exp. Ther. Oncol. 7, 313(2008).</li>
<li>Gannon, C. J., Patra, C. R., Bhattacharya, R., Mukherjee, P., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+gold+nanoparticles+enhance+non-invasive+radiofrequency+thermal+destruction+of+human+gastrointestinal+cancer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanobiotechnology%22%5BJournal%5D)">Intracellular gold nanoparticles enhance non-invasive radiofrequency thermal destruction of human gastrointestinal cancer cells.</a> Journal of Nanobiotechnology. 6, 2(2008).</li>
<li>Raoof, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+antibody-conjugated+gold+nanoparticles+in+the+endolysosomal+nanoenvironment%3A+implications+for+noninvasive+radiofrequency-based+cancer+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Stability of antibody-conjugated gold nanoparticles in the endolysosomal nanoenvironment: implications for noninvasive radiofrequency-based cancer therapy.</a> Nanomedicine. 8, 1096(2012).</li>
<li>Glazer, E. S., Massey, K. L., Zhu, C., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pancreatic+carcinoma+cells+are+susceptible+to+noninvasive+radio+frequency+fields+after+treatment+with+targeted+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Surgery%22%5BJournal%5D)">Pancreatic carcinoma cells are susceptible to noninvasive radio frequency fields after treatment with targeted gold nanoparticles.</a> Surgery. 148, 319(2010).</li>
<li>Glazer, E. S., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiofrequency+field-induced+thermal+cytotoxicity+in+cancer+cells+treated+with+fluorescent+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer%22%5BJournal%5D)">Radiofrequency field-induced thermal cytotoxicity in cancer cells treated with fluorescent nanoparticles.</a> Cancer. 116, 3285(2010).</li>
<li>Glazer, E. S., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+radiofrequency+ablation+of+malignancies+mediated+by+quantum+dots%2C+gold+nanoparticles+and+carbon+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22Therapeutic+Delivery%22%5BJournal%5D)">Non-invasive radiofrequency ablation of malignancies mediated by quantum dots, gold nanoparticles and carbon nanotubes.</a> Therapeutic Delivery. 2, 1325(2011).</li>
<li>Corr, S. J., Raoof, M., Mackeyev, Y., Phounsavath, S., Cheney, M. A., Cisneros, B. T., Shur, M., Gozin, M., McNally, P. J., Wilson, L. J., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Citrate-Capped+Gold+Nanoparticle+Electrophoretic+Heat+Production+in+Response+to+a+Time-Varying+Radiofrequency+Electric-Field%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Citrate-Capped Gold Nanoparticle Electrophoretic Heat Production in Response to a Time-Varying Radiofrequency Electric-Field.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 24380(2012).</li>
<li>Kruse, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Radio-Frequency+Coupling+Network+for+Heating+of+Citrate-Coated+Gold+Nanoparticles+for+Cancer+Therapy%3A+Design+and+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">A Radio-Frequency Coupling Network for Heating of Citrate-Coated Gold Nanoparticles for Cancer Therapy: Design and Analysis.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58, 10(2011).</li>
<li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negligible+absorption+of+radiofrequency+radiation+by+colloidal+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Colloid+Interf.+Sci%22%5BJournal%5D)">Negligible absorption of radiofrequency radiation by colloidal gold nanoparticles.</a> J. Colloid Interf. Sci. 358, 47(2011).</li>
<li>Liu, X., Chen, H. J., Chen, X., Parini, C., Wen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+frequency+heating+of+gold+nanoparticle+dispersions+for+non-invasive+thermal+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Low frequency heating of gold nanoparticle dispersions for non-invasive thermal therapies.</a> Nanoscale. , (2012).</li>
<li>Sassaroli, E., Li, K. C. P., O'Neill, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radio+frequency+absorption+in+gold+nanoparticle+suspensions%3A+a+phenomenological+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D+App.+Phys%22%5BJournal%5D)">Radio frequency absorption in gold nanoparticle suspensions: a phenomenological study.</a> J. Phys. D App. Phys. 45, 075303(2012).</li>
<li>Worle-Knirsch, J. M., Pulskamp, K., Krug, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oops+they+did+it+again%21+Carbon+nanotubes+hoax+scientists+in+viability+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Oops they did it again! Carbon nanotubes hoax scientists in viability assays.</a> Nano Lett. 6, 1261(2006).</li>
</ol>

우리는 공개 아무것도 없어.

이러한 프로토콜은 실험자 완전히 (이 경우는 금 나노 입자) 암 치료를위한 RF 유도 고열을 증가 할 수있는 나노 정도를 분석 할 수있다. 첫 번째 프로토콜은 특히 고농도 정제 AuNP 샘플에서 열 생산을 분석 다룬다. 다른 그룹은 주로 금 나노 입자는 금 나노 입자 자체 9-11 아니라 현탁 버퍼로부터 열 생산을보고되었지만, 그들의 RF 시스템은 직경이 금 나노 입자의 낮은 농도&gt; 10 ㎚뿐만 아니라, 함께 저급 RF 운영 권한을 사용한 전기 전계 강도 &lt;금 나노 입자에서 눈에 띄는 RF 난방 효과를보고 너무 낮은 90 kV의 / m. 만이 보고서에 나열된 프로토콜과 매개 변수에 따라 실험자은 나노 열 현상을 관찰 할 수 있습니다. 생체 부분은 셀룰러 RF-NP 인터페이스의 개발에 최적화 된 RF / NP 유도 고열 공부를 할 수 있습니다. BEF금 나노 입자 및 RF 노출 광석 첨가하면 (이 경우에는 인 Hep3B에서) 관련 ...

(때문에 고유의 전기 유전율) 생체 조직에 의한 RF 에너지의 흡수는 결국 고열에 의해 세포 죽음에 이르게 시간의 함수로 높은 조직의 온도에서 발생합니다. 그것은 암 고열이 암세포 내에 내부화 그대로 인접 건강한, 정상 세포를 남기고 RF-열 변환기로서 작용 대상 나노 물질의 사용을 통해 최적화 될 수 있다고 가정한다. 몇몇 보고서는 이미 국민 연금 다양한하는 암 괴사 1-4 원조 효과적인 RF 열원의 역할을 할 수있는 것으로 나타났습니다. 이들 관해서, 금 NP에 (금 나노 입자) 3-5, 탄소 나노 튜브 1 및 양자점 06 모두 시험 관내 및 생체 내 RF 실험에 사용될 때 7 흥미로운 특성을 나타내왔다. RF 필드에 노출이 된 NP의 가열기구의 정확한 특성은 여전히​​ 논의되고 있지만, 일련의금 나노 입자를 사용하여 기본적인 실험은 NP의 크기와 응집 상태 모두에서 큰 의미를 두었다. 그것은 RF 필드 8에 노출되면 직경 &lt;10 nm의 만 금 나노 입자를 가열 할 것으로 나타났다. 금 나노 입자가 응집되는 경우이 가열기구는 크게 감쇠된다. 이 집계 조건은 효과적인 RF 치료 4 endolysomal 세포 구획 내에서 AuNP 콜로이드 안정성을 최적화에 중요성을 배치 체외 모델 내에서 확인되었다. 그러나,이 데이터를 수집하고 평가하는 데 사용되는 기술과 실험 원리 특히 NP 콜로이드로부터 RF 열 프로파일을 검증하는 경우에 문제가 될 수있다. 몇몇 보고서는 국민 연금이있는 일시 중단 배경 이온 정지 줄 난방의 주요 RF 열 생산의 소스가 아닌 국민 연금 자체 9-12 될 수있는 것으로 나타났습니다. 우리의 최근 종이 (8)는 t을 확인했지만그는 10 ㎚ 이하의 직경의 금 나노 입자의 열을 생성하는 RF 상호 작용의 사용, 우리는이 문서를 통해보다 자세히 이러한 프로토콜을 설명하는 것을 목표로하고 있습니다. 또한 프로토콜 및 시험 관내 및 간암 모델 생체 내 실험에서 모두 온열 열 보호제로서 금 나노 입자의 효과를 평가하기 위해 필요한 기술들을 설명한다. 우리는 구연산 덮인 금 나노 입자의 간단한 콜로이드에 주로 초점을하지만, 동일한 기술은 항체 및 화학 요법 복합 단지와 같은 다른 AuNP 하이브리드에 적용 할 수 있습니다. 이러한 원칙을 준수하여 실험자 희망 빠르게 효과적인 RF 유도 열 온열 요원이 될 수있는 나노 물질에 대한 가능성을 평가 할 수 있어야한다.

<table><tbody><tr><td colspan="4">시약/재료</</td></tr><tr><td>strong>500 ml 금 나노 입자(5nm)</td><td>Ted Pella, INC</td><td>15702-5</td><td></td></tr><tr><td>Amicon Ultra-4/-15 원심 필터 장치(50 kDa)</td><td>Millipore</td><td>UFC805024/UFC910096</td><td>(4 ml 및 15 ml 용량)</td></tr><tr><td>MEM X1 세포 배양 배지</td><td>Cellgro</td><td>10-101-CV(</td><td>필요에 따라 추가 영양소 추가)</td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</td><td>Sigma</td><td>F4135-500 ml</td><td></td></tr><tr><td>구리 테이프</td><td>Ted Pella</td><td>16072</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Equipment</td></tr><tr><td>Kanzius RF System (13.56 MHZ)</td><td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>IR Camera</td><td>FLIR SC 6000, FLIR Systems, Inc. (Boston, MA, USA)</td><td>Contact FLIR</td><td></td></tr><tr><td>1.3 ml Quartz Cuvette</td><td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rotary Stage ThermMed</td><td>, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPECTROstar Nano Microplate reader</td><td>BGM Labtech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV-Vis spectrometer</td><td>Applied Nanofluorescence, Houston, TX)</td><td>NS1 NanoSpectralyzer</td><td></td></tr><tr><td>ICP-&#8211; S</td><td>PerkinElmer</td><td>Optima 4300 DV</td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer</td><td>Malvern</td><td>Zen 3600 Zetasizer</td><td></td></tr></tbody></table>

비 침습 온열 암 치료를위한 금 나노 입자 및 생물 시스템과 고주파의 상호 작용을 평가하기위한 프로토콜

Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy

기존에 비해 독성이 덜하고 침략 암 치료는 매우 바람직하다. 최소한의 독성을 일으키는 깊이 체내에 침투 RF 전기 필드의 사용은, 현재 비 침습성 암 치료의 유력한 수단으로 연구되고있다. 이는 나노 입자를 내재화 공단과 RF 에너지의 상호 작용이 궁극적으로 세포 괴사로 끝나는, 다음 셀 (고열)가 과열 될 수있는 열을 해방시킬 수있는 것이 구상된다. 비 생물학적 시스템의 경우, 우리는 고농도 NP 콜로이드에 의해 해방 된 열을 정량화에 관한 자세한 프로토콜을 제시한다. 생물학적 시스템의 경우, 시험 관내 실험의 경우, 우리는 효율적으로 크게 데이터를 모호하게 대량 미디어 난방 유물없이 RF 에너지에 암 세포를 노출하기 위해 준수해야하는 기술과 조건을 설명합니다. 마지막으로, 우리는 상세한 방법론 F 줄또는 이소성 간 암 종양 생체 마우스 모델에서.

1. 예를 들어 금 나노 입자 : NP 콜로이드의 RF 가열을 평가. 1.1 절 다음 한 - 1.2.3을 5 나노 미터, 10 나노 미터 직경의 금 나노 입자의 고도의 집중, 안정, 정제 솔루션을 기대합니다. 원액을 구입 한 그대로, 500 ㎖에서 1000 ㎎ / L의 농도에서 용액의 적어도 4 밀리리터를 구하는 것이 기대 금 나노 입자와이 농도의 배경 DI 물 완충 용액 사이의 홈런의 차이는해야 ~ 0.25 ° C / 초 및 그림 2에 나타낸 바와 같이 각각 5 ㎚, 10 ㎚의 금 나노 입자, 0.1 ° C / 초. 2. 나노 입자를 이용한 RF-유도 고열 : 시험 관내 연구 결과는 이상적으로 금 나노 입자를 내면화 한 RF 필드에 노출 된 세포가 아닌 AuNP RF 노출 된 세포보다 실행 가능한 것을 보여...

우리는 13.56 MHz의 고주파 (RF)의 상호 작용을 조사하는 데 사용되는 프로토콜을 설명하는 두 비 생물학적, 생물학적 시스템 (생체 외 / 생체)의 금 나노 입자 콜로이드와 전기 분야. 이러한 상호 작용은 암 치료에 응용 프로그램에 대한 조사를 받고 있습니다.

Cancer therapies  which are less toxic and invasive than their existing counterparts are highly  desirable. The use of RF electric-fields that penetrate ...

본 절차의 전반적인 목표는 in vitro 및 in vivo 환경에서 13.56 megahertz 무선 주파수 전기장 내 금 나노입자의 가열 특성을 평가하는 것입니다. 이는 먼저 쿼츠 벳(quartz vet) 내에서 농축된 금 나노입자와 그 완충액의 가열 속도를 평가함으로써 수행됩니다. 본 절차의 두 번째 단계는 배양된 암세포를 이용하여 금 나노입자의 in vitro 독성 연구를 수행하는 것입니다.세 번째 단계는 이소성 마우스 암 모델에서 금 나노입자의 in vivo 연구를 수행하는 것입니다. 최종적으로, 현탁액 상태의 나노입자 분석과 in vitro 및 in vivo 분석을 통해 조사된 나노입자가 RF 매개 온열 치료에 효과적인 제제가 될 수 있는지 여부를 확인할 수 있습니다. 이 방법은 입자 자체로 인해 가열이 발생하는지, 그리고 이를 치료 목적으로 사용할 수 있는지와 같이 나노입자 매개 비침습적 무선주파수 온열 치료 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.일반적으로 이 방법이 처음인 연구자들은 이러한 유형의 실험을 수행하기 위한 정립된 프로토콜이 많지 않아 어려움을 겪을 수 있습니다. 본 절차의 시연은 연구원 Cisneros, 박사후 연구원 Stuart Core, 그리고 또 다른 박사후 연구원 Leila Green이 진행합니다. 예시로서, 직경 5 nm의 상용 500 milliliter 금 나노입자 용액 병으로 시작하십시오.금 나노입자 스톡 용액 약 125 milliliters를 취하여 6개의 50 kilodalton 원심분리 필터 튜브에 나누어 담고, 나노입자를 3000 RPM에서 2분 5초 동안 원심분리합니다. 여과된 버퍼인 상층액을 제거하고, 각 필터에 스톡 용액을 다시 채웁니다.모든 나노입자 용액이 여과될 때까지 원심분리와 버퍼 제거, 그리고 튜브 재충전을 계속합니다. 마지막 첨가 후, 여과된 버퍼를 비슷한 부피의 탈이온수로 교체하고, 여과된 버퍼 샘플을 RF 장치에 로딩한 후 이 과정을 약 8회 더 반복합니다. 적외선 카메라 소프트웨어를 사용하여 QVE 위에 박스를 생성해 가열 프로파일을 캡처합니다. 8회의 세척 후, 5 nm 금 나노입자 여과액의 가열 데이터는 탈이온수의 데이터에 근접하게 됩니다.UV-vis 분석은 오염 물질의 흡수 피크를 모니터링하는 데에도 사용될 수 있습니다. 여기에 표시된 것은 깨끗한 스펙트럼입니다. 버퍼 오염 물질이 완전히 제거되면, 필터 튜브 내의 필터에서

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Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

본 논문은 최대 12-24 시간에 조건 같은 열 자극 쥐 온 몸이 고열에 대한 프로토콜을 설명합니다.

마우스의 긴 기간 온 몸이 고열에 대한 프로토콜

이 프로토콜은 금 나노막대의 광학 흡수와 관련된 일시적인 가열을 사용하여 신경 세포의 분화 및 세포 내 칼슘 활성을 자극하는 방법을 설명합니다. 이러한 결과는 잠재적으로 신경 보철물 및 신경 과학의 기초 연구에 대한 새로운 응용 분야를 열 수 있습니다.

골드 신경 세포의 자극을 광학 나노로드가 보조

습식 화학적 접근 방식으로 생성된 다기능 Fe2O3-Au 나노 입자의 합성 및 특성을 설명하고 레이저 조사를 사용하여 광열 특성을 조사합니다. 복합 Fe2O3-Au 나노 입자는 두 재료의 특성을 모두 유지하여 우수한 자기 및 플라즈몬 특성을 가진 다기능 구조를 생성합니다.

다기능 하이브리드 철<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; 효율적인 플라즈몬 난방을위한 -Au 나노 입자

여기에 제시된 자기 조립을 통한 산화철 나노입자 껍질 마이크로버블(NSM)의 제조를 위한 프로토콜이 제시되어, 자기 고열증 및 광열 병용 암 치료를 위한 하나의 나노치료 플랫폼에서 자기 조립, 자기, 음향 및 광학 반응성을 시너지 효과를 낼 수 있다.

자기 고열증 및 포토열 조합 암 치료를 위한 자기, 음향 및 광학 삼중 반응 마이크로 버블

이 프로토콜은 정교한 전달 및 모니터링 시스템을 사용하여 자성 나노입자 온열요법의 정확한 전달에 필요한 기술과 방법론을 제시합니다.

맞춤형 전달 시스템을 사용한 자성 나노입자 온열요법의 체외 및 생체 내 전달

이 작업은 레이저 조사 금 나노 입자에서 tBLM으로의 열 전달의 동적 비 침습적 모니터링을 달성하기 위한 프로토콜을 간략하게 설명합니다. 이 시스템은 tBLM 전반에 걸쳐 전도도 변화의 실시간 측정을 위해 임피던스 분광기를 결합하고, 열 생산을 위해 금 나노 입자 조명을 구동하는 수평 집중 레이저 빔을 결합합니다.

금 나노 입자와 지질 막 사이의 열 전달을 모니터링하는 테더링 된 바이 레이어 지질 멤브레인

여기에 제시된 프로토콜은 횡문근육종 마우스 모델에서 온도에 민감한 리포솜에서 약물 방출을 유발하기 위해 자기 공명 유도 고강도 집속 초음파에 의해 생성된 제어된 온열요법을 사용하는 프로토콜입니다.

자기 공명 유도 고강도 집속 초음파 생성 온열요법: 쥐 횡문근육종 모델에서 실현 가능한 치료 방법

이 기사에서는 이극자 고주파 온열요법 시스템에 의해 전달되는 가열에 따른 간질 유체 압력의 과도 온도 프로파일과 결합된 시공간 변화를 시뮬레이션하는 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 프로토콜은 중재적 온열요법 기술에 대한 종양 미세환경을 특성화하는 생물물리학적 매개변수의 반응을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.

종양 미세환경에 대한 온열요법의 영향을 조사하기 위한 컴퓨터 모델링 접근 방식

이 논문은 플라즈몬 광열 요법을 위해 광학적 특성을 복제하는 종양 조직 팬텀을 준비하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 백서는 팬텀 준비, 광열 평가 및 치료 매개변수를 평가하기 위한 광열 온도 측정을 기반으로 개발된 수치 모델의 검증에 대해 자세히 설명하며, 예비 테스트를 위한 생체 내 연구에 대한 윤리적이고 비용 효율적인 대안을 제공합니다.

플라즈모닉 광열 암 치료: 광열 온도 분포 시각화를 위한 나노 입자 내장 종양 조직 모방 팬텀

이 프로토콜은 고형 종양 모델에서 표적 온열 요법에 필요한 기술과 방법론을 제시합니다. 이 접근법은 종양 내 주입된 금 나노로드에 의한 근적외선의 광열 변환을 활용하여 종양 미세 환경 내에서 국부적인 가열을 유도합니다.

종양내 금 나노로드에 의한 근적외선의 광열 변환을 통한 쥐 종양 모델에서 표적 경미한 온열요법 유도

학습하세요 금 나노입자와 고주파 전기장의 상호작용을 평가하는 비침습 암 치료법을 배양암세포와 생체내 마우스 모델을 활용하여 온열 특성과 독성을 분석하는 방법입니다.

비 침습 온열 암 치료를위한 금 나노 입자 및 생물 시스템과 고주파의 상호 작용을 평가하기위한 프로토콜

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