Name: 초초파라마그네틱 산화질소 나노프로브의 합성, 특성화 및 적용 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-16T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 54 s
Description: 배우세요 초초파라마그네틱 산화철 나노프로브를 이용한 결핵균(Mycobacterium tuberculosis) 정밀 진단 기술을. 이 비침습적 MRI 영상법은 저농도 병원체 검출과 자가면역 반응 없는 안전한 진단을 가능하게 합니다.

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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.

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
<ol><li>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.</li>
	<li>NH4OH (10 mL; 7.5 % v / v)를 빠르게 추가하십시오.</li>
	<li>1시간 동안 블랙 서스펜션을 추가로 저어; 그 후, 17,300 x g에서 10 분 동안 원심 분리를 한 다음 응집체를 제거합니다.</li>
	<li>최종 SPIO 제품을 겔 여과 크로마토그래피(20)에 의해 언바운드 덱스트란트T-40과분리한다.</li>
	<li>반응 혼합물(총 부피 = 5 mL)을 2.5 cm × 33 cm 컬럼에 적재하고 0.1 M Na 아세테이트 및 0.15 M NaCl을 pH 7.0에서 포함하는 완충액으로 용해한다.</li>
	<li>공극 부피에서 정제된 덱란 코팅 된 산화철 자기 나노 입자를 수집하고 염산 및 페놀 / 황산 방법20을사용하여 330 및 490 nm에서 철 및 덱스렌용 컬럼 용루를 각각 분석합니다.</li>
</ol>2. SPIO-MtbsAb 합성
<ol><li>이전에 보고된 방법21,22를사용하여 SPIO-컨쥬게이션EDBE를 합성한다.</li>
	<li>SPIO-EDBE-간결한 무수화물 (SA)을 합성합니다.<ol>
<li>24 시간 동안 실온에서 SPIO-EDBE 및 SA (1g; 10 μmol)의 알칼리성 용액 (5 M NaOH; 10 mL)을 저어줍니다.</li>
		<li>분자 다공성 멤브레인 튜브 (12,000-14,000 MW 컷오프)를 사용하여 증류수 2 L의 20 변화로 용액을 투석하십시오. 각 변경에 대해 6 시간.</li>
	</ol>
</li>
	<li>마지막으로, SPIO-EDBE-SA 100 μL(Fe의 4 mg/mL)을 4.5 mg/mL MtbsAb의 400 μL에 추가하여 SPIO-MtbsAb를 1-로 합성합니다. 하이드록시벤조트리졸 및(벤조트리아졸-1-일록시) 트리롤리디노포스포늄 헥사플루오로포스페이트를 촉매로서 실온에서 24시간 동안 저어.</li>
	<li>마지막으로, 겔 여과 크로마토그래피를 통해 언바운드 항체로부터 솔루션을 분리합니다.</li>
	<li>반응 혼합물(5 mL)을 2.5 cm× 33 cm 컬럼에 적재하고 PBS 완충액을 사용하여 용성한다. 비신코닌산 단백질 분석키트(23)를사용하여 Ab-nanoparticle 복합체(즉, 나노프로브)를 확인한다.</li>
</ol>3. 입자 형태 관찰 및 이완 계층 측정
<ol><li>100 kV의 전압에서 투과 전자 현미경을 사용하여 평균 입자 크기, 형태 및 크기 분포를 검사합니다.<ol>
<li>복합 분산액을 200메쉬 구리 그리드에 떨어뜨리고 실온에서 공기 건조한 후 현미경으로 적재합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>20 MHz 및 37.0°C ±0.1°C에서 NMR 이완계를 이용하여 나노프로브의 이완 시간값(T1 및T2)을측정하였다. <ol>
<li>각 측정 전에 완화계를 보정합니다.</li>
		<li>반전-회수 및 Carr-Purcell-Meiboom-Gill 펄스 시퀀스를 통해 생성된 8개의 데이터 포인트로부터 r1 및 r2 값을 각각 기록하여 r1 및 r2 완화도20을결정합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 세포 화상 진찰
<ol><li>RPMI 1640에서 인간 단핵구 THP-1을 10 % 태아 소 혈청, 50 μg / mL 젠타마이신 황산염, 100 단위 / mL 페니실린 G 나트륨, 스트렙 토마이신 황산염 100 μg, 0.25 μg / mL 균존에서 5 %CO2 인큐베이터에서 재배하십시오.</li>
	<li>인큐베이트 SPIO-MtbsAb 나노프로브(2 mMM)와 마이코박테리움 보비스 BCG의106개의 콜로니 형성 단위(CFU)를 마이크로센트리퓨지 튜브(1 mL)에서 1×107 활성 단핵구로 미리 인양하여 37°C에서 37°C에서CO2 인큐베이터에 1시간 동안 배양하였다.</li>
	<li>200 x g의 원심 분리튜브를 폐기하고 상급튜브를 버린다. 배지(200 μL)에서 펠릿을 재용해 한다.</li>
	<li>빠른 그라데이션 에코 펄스 시퀀스를 사용하여 샘플을 스캔(반복 시간(TR) = 500; 에코 시간(TE) = 20; 플립 각도 = 10°) 통해 3.0-T MRI를 통해 나노프로브의 특이성 및민감도(21,22)를결정한다.</li>
</ol>5. BCG (바실러스 칼메트-게린) 접종
<ol><li>Sauton의 배지에서 동약 백신 또는 세균 성 스톡을 재구성한 다음 앞서 설명한 대로 적절하게 분산될 때까지 식염수로 주식을희석합니다(24).</li>
	<li>ADIMMUNE (타이페이, 대만)에서 얻은 M. bovis BCG의 살아있는 감쇠 균주를 접종 (Connaught 균주; ImmuCyst Aventis, Pasteur Mérieux)의 부피에서 0.1 mL/마우스(즉, 107 CFU)를 마우스의 왼쪽 또는 오른쪽 등쪽 견갑골 피부내로, 앞서23일설명한 바와 같이. 음성 대조군으로 생쥐에 식염수 주입. BCG 접종 후 매일 동물을 모니터링하십시오.</li>
	<li>이산화탄소 안락사를 사용하여 박테리아 접종 후 1 개월 동안 동물을 희생하십시오. 상상 접종 부위에서 조직을 수확하십시오. 조직을 10% 포르말린에 고정시키고 5-10 μm의 직렬 섹션에 파라핀에 포함시키고, 페마톡실린/에오신 및 지엘-넬센 얼룩을 함유하여 산성 고속박테리아(24)와 페릭 아이언25용베를린 블루를 함유하였다.</li>
</ol>6. 생체 내 MRI
<ol><li>케타민 (체중 80 mg/kg)과 자일라진 (12 mg / kg 체중)을 동물 마취를 위해 마우스에 피하주사하십시오.</li>
	<li>SPIO-TbsAb 프로브(2 nmol/200 μL)를 마우스의 꼬리 정맥에 주입합니다. MR 영상 마우스는 프로브 주입 전후 직후에 30분 동안 5분마다 T2 가중치가 있는 고속 스핀 에코 이미지를 획득한다(TR =3000; TE = 90; 시야 = 8).</li>
	<li>신호 강도(SI)를 사용하여 모든 MR 이미지를 정량적으로 분석하여, Mtb 육아종 센터와 육아종 영역에 인접한 뒷근육의 비교 가능한 위치에서 관심 있는 정의된 영역의 측정.</li>
	<li>수식을 사용하여 조영제의 주입 전(SIpre; 제어) 및 0-3시간 후(SIpost) 주입 전의 SI 측정을 사용하여 상대 신호 향상을 계산합니다. [(시포스트 - 시프레)/시프레] × 100 여기서 SIpre는 미리 강화된 스캔에 대한 병변의 SI이고 SIpost는 포스트 강화 스캔에 대한 병변의SI(21,22)이다.</li>
</ol>

<ol><li>Small, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+tuberculosis+in+patients+with+advanced+human+immunodeficiency+virus+infection%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Treatment of tuberculosis in patients with advanced human immunodeficiency virus infection.</a> New England Journal of Medicine. 324, 289-294 (1991).</li>
<li>Alvarez, S., McCabe, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extrapulmonary+tuberculosis+revisited%3A+a+review+of+experience+at+Boston+City+and+other+hospitals%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine%22%5BJournal%5D)">Extrapulmonary tuberculosis revisited: a review of experience at Boston City and other hospitals.</a> Medicine. 63, Baltimore. 25-55 (1984).</li>
<li>Ozbay, B., Uzun, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extrapulmonary+tuberculosis+in+high+prevalence+of+tuberculosis+and+low+prevalence+of+HIV%5BTitle%5D)+AND+%22Clinics+in+Chest+Medicine%22%5BJournal%5D)">Extrapulmonary tuberculosis in high prevalence of tuberculosis and low prevalence of HIV.</a> Clinics in Chest Medicine. 23, 351-354 (2002).</li>
<li>Ebdrup, L., Storgaard, M., Jensen-Fangel, S., Obel, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ten+years+of+extrapulmonary+tuberculosis+in+a+Danish+university+clinic%5BTitle%5D)+AND+%22Scandinavian+Journal+of+Infectious+Diseases%22%5BJournal%5D)">Ten years of extrapulmonary tuberculosis in a Danish university clinic.</a> Scandinavian Journal of Infectious Diseases. 35, 244-246 (2003).</li>
<li>Steingart, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+review+of+commercial+serological+antibody+detection+tests+for+the+diagnosis+of+extrapulmonary+tuberculosis%5BTitle%5D)+AND+%22Postgraduate+Medical+Journal%22%5BJournal%5D)">A systematic review of commercial serological antibody detection tests for the diagnosis of extrapulmonary tuberculosis.</a> Postgraduate Medical Journal. 83, 705-712 (2007).</li>
<li>Liao, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+performance+of+an+enzyme-linked+immunospot+assay+for+interferon-gamma+in+extrapulmonary+tuberculosis+varies+between+different+sites+of+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Infection%22%5BJournal%5D)">Diagnostic performance of an enzyme-linked immunospot assay for interferon-gamma in extrapulmonary tuberculosis varies between different sites of disease.</a> Journal of Infection. 59, 402-408 (2009).</li>
<li>Kim, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+usefulness+of+a+T-cell+based+assay+for+extrapulmonary+tuberculosis%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Internal+Medicine%22%5BJournal%5D)">Diagnostic usefulness of a T-cell based assay for extrapulmonary tuberculosis.</a> Archives of Internal Medicine. 167, 2255-2259 (2007).</li>
<li>Kim, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnostic+usefulness+of+a+T-cell-based+assay+for+extrapulmonary+tuberculosis+in+immunocompromised+patients%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Diagnostic usefulness of a T-cell-based assay for extrapulmonary tuberculosis in immunocompromised patients.</a> The American Journal of Medicine. 122, 189-195 (2009).</li>
<li>Pai, M., Zwerling, A., Menzies, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+review%3A+T-cell-based+assays+for+the+diagnosis+of+latent+tuberculosis+infection%3A+an+update%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Internal+Medicine%22%5BJournal%5D)">Systematic review: T-cell-based assays for the diagnosis of latent tuberculosis infection: an update.</a> Annals of Internal Medicine. 149, 177-184 (2008).</li>
<li>Kobashi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+utility+of+a+T+cell-based+assay+in+the+diagnosis+of+extrapulmonary+tuberculosis%5BTitle%5D)+AND+%22Respirology%22%5BJournal%5D)">Clinical utility of a T cell-based assay in the diagnosis of extrapulmonary tuberculosis.</a> Respirology. 14, 276-281 (2009).</li>
<li>Paluch-Oles, J., Magrys, A., Kot, E., Koziol-Montewka, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+identification+of+tuberculosis+epididymo-orchitis+by+INNO-LiPA+Rif+TB+and+QuantiFERON-TB+Gold+In+Tube+tests%3A+case+report%5BTitle%5D)+AND+%22Diagnostic+Microbiology+and+Infectious+Disease%22%5BJournal%5D)">Rapid identification of tuberculosis epididymo-orchitis by INNO-LiPA Rif TB and QuantiFERON-TB Gold In Tube tests: case report.</a> Diagnostic Microbiology and Infectious Disease. 66, 314-317 (2010).</li>
<li>Kaneko, K., Onodera, O., Miyatake, T., Tsuji, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+diagnosis+of+tuberculous+meningitis+by+polymerase+chain+reaction+%28PCR%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Rapid diagnosis of tuberculous meningitis by polymerase chain reaction (PCR).</a> Neurology. 40, 1617(1990).</li>
<li>Bhigjee, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diagnosis+of+tuberculous+meningitis%3A+clinical+and+laboratory+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Infectious+Diseases%22%5BJournal%5D)">Diagnosis of tuberculous meningitis: clinical and laboratory parameters.</a> International Journal of Infectious Diseases. 11, 348-354 (2007).</li>
<li>Miyawaki, A., Sawano, A., Kogure, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lighting+up+cells%3A+labelling+proteins+with+fluorophores%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Lighting up cells: labelling proteins with fluorophores.</a> Nature Cell Biology. , Suppl 1-7 (2003).</li>
<li>Weissleder, R., Mahmood, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Molecular imaging.</a> Radiology. 219, 316-333 (2001).</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>Talelli, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+encapsulated+in+biodegradable+thermosensitive+polymeric+micelles%3A+toward+a+targeted+nanomedicine+suitable+for+image-guided+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Superparamagnetic iron oxide nanoparticles encapsulated in biodegradable thermosensitive polymeric micelles: toward a targeted nanomedicine suitable for image-guided drug delivery.</a> Langmuir. 25, 2060-2067 (2009).</li>
<li>Cho, W. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+toxicity+and+kinetic+study+of+Cy5.5-conjugated+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+by+optical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+and+Applied+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Pulmonary toxicity and kinetic study of Cy5.5-conjugated superparamagnetic iron oxide nanoparticles by optical imaging.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. , 106-115 (2009).</li>
<li>Mahmoudi, M., Simchi, A., Milani, A. S., Stroeve, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+toxicity+of+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Cell toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 336, 510-518 (2009).</li>
<li>Chen, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+folic+acid-PEG+nanoparticles+for+noninvasive+imaging+of+folate+receptor+by+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+Part+A%22%5BJournal%5D)">Targeted folic acid-PEG nanoparticles for noninvasive imaging of folate receptor by MRI.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 87, 165-175 (2008).</li>
<li>Chen, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+Herceptin-dextran+iron+oxide+nanoparticles+for+noninvasive+imaging+of+HER2%2Fneu+receptors+using+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biological+Inorganic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Targeted Herceptin-dextran iron oxide nanoparticles for noninvasive imaging of HER2/neu receptors using MRI.</a> Journal of Biological Inorganic Chemistry. 14, 253-260 (2009).</li>
<li>Weissleder, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide%3A+an+intravenous+contrast+agent+for+assessing+lymph+nodes+with+MR+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Ultrasmall superparamagnetic iron oxide: an intravenous contrast agent for assessing lymph nodes with MR imaging.</a> Radiology. 175, 494-498 (1990).</li>
<li>Wang, J., Wakeham, J., Harkness, R., Xing, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophages+are+a+significant+source+of+type+1+cytokines+during+mycobacterial+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Macrophages are a significant source of type 1 cytokines during mycobacterial infection.</a> Journal of Clinical Investigation. 103, 1023-1029 (1999).</li>
<li>Angra, P., Ridderhof, J., Smithwick, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+two+different+strengths+of+carbol+fuchsin+in+Ziehl-Neelsen+staining+for+detecting+acid-fast+bacilli%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Comparison of two different strengths of carbol fuchsin in Ziehl-Neelsen staining for detecting acid-fast bacilli.</a> Journal of Clinical Microbiology. 41, 3459(2003).</li>
<li>Woods, A. E., Ellis, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWoods%2C+AE+%22Laboratory+Histopathology-+A+Complete+Reference.+1st+edn%22">Laboratory Histopathology- A Complete Reference. 1st edn</a>. , Churchill Livingstone. 6-11 (1994).</li>
<li>Lee, C. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-paramagnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+use+in+extrapulmonary+tuberculosis+diagnosis%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Microbiology+and+Infection%22%5BJournal%5D)">Super-paramagnetic iron oxide nanoparticles for use in extrapulmonary tuberculosis diagnosis.</a> Clinical Microbiology and Infection. 18, 149-157 (2012).</li>
<li>Lee, H., Yoon, T. J., Weissleder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasensitive+detection+of+bacteria+using+core-shell+nanoparticles+and+an+NMR-filter+system%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Ultrasensitive detection of bacteria using core-shell nanoparticles and an NMR-filter system.</a> Angewandte Chemie International Edition. 48, 5657-5660 (2009).</li>
<li>Fan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Popcorn-shaped+magnetic+core-plasmonic+shell+multifunctional+nanoparticles+for+the+targeted+magnetic+separation+and+enrichment%2C+label-free+SERS+imaging%2C+and+photothermal+destruction+of+multidrug-resistant+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry%22%5BJournal%5D)">Popcorn-shaped magnetic core-plasmonic shell multifunctional nanoparticles for the targeted magnetic separation and enrichment, label-free SERS imaging, and photothermal destruction of multidrug-resistant bacteria.</a> Chemistry. 19, 2839-2847 (2013).</li>
<li>Nishie, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+imaging+of+human+monocytic+cellular+activity+using+superparamagnetic+iron+oxide%5BTitle%5D)+AND+%22Computerized+Medical+Imaging+and+Graphics%22%5BJournal%5D)">In vitro imaging of human monocytic cellular activity using superparamagnetic iron oxide.</a> Computerized Medical Imaging and Graphics. 31, 638-642 (2007).</li>
<li>von Zur Muhlen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superparamagnetic+iron+oxide+binding+and+uptake+as+imaged+by+magnetic+resonance+is+mediated+by+the+integrin+receptor+Mac-1+%28CD11b%2FCD18%29%3A+implications+on+imaging+of+atherosclerotic+plaques%5BTitle%5D)+AND+%22Atherosclerosis%22%5BJournal%5D)">Superparamagnetic iron oxide binding and uptake as imaged by magnetic resonance is mediated by the integrin receptor Mac-1 (CD11b/CD18): implications on imaging of atherosclerotic plaques.</a> Atherosclerosis. 193, 102-111 (2007).</li>
</ol>

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

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 ...

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) 및 초기 분비 항원 표적(ESAT)에 대한 효소 연계 면역스팟(ELISPOT) 분석실험은 잠복 및 활성 결핵 을 진단하는데 사용되어 왔다. 그러나, 결과는 ETB6,7,8을진단하기 위한 다른 질병 사이트 사이에서 변화합니다. 또한, 피부 PPD(정제단백질 유도체) 및 정산페론-TB는 잘못된 음성 결과를 자주제공9. QuantiFERON-TB-2G는 환기관으로부터 의편을 필요로 하지 않는 전혈 면역 반응성 분석법이며,이것은 대체 진단 도구6,10,11일일수 있다. 전형적으로 중합효소 연쇄 반응과 같은 결핵 수막염에 사용되는 다른 진단 방법은 임상 진단12,13을자신있게 배제하기에는 여전히 너무 민감하지 않다. 이 전통적인 시험은 폐 감염 사이트를 발견하기 위하여 부족한 진단 정보를 보여줍니다. 따라서, 새로운 진단 양식은 임상적으로 요구됩니다.
분자 화상 진찰은 생체 내 질병 프로세스의 특정 분자 표적을 직접 스크리닝할 수 있는 새로운 공구를 디자인하는 것을 목표로합니다 14,15. T2 가중 NMR 조영제인 초파라마그네틱 산화물(SPIO)은 자기공명(MR) 이미징(MRI)16,17의특이성 및 민감도를 현저히 향상시킬 수 있다. 이 새로운 기능적인 화상 진찰 양식은 리간드 수용체 상호 작용을 통해 분자 수준에 있는 조직 변경을 정확하게 스케치할 수 있습니다. 본 연구에서, SPIO 나노입자를 포함하는 새로운 분자 이미징 프로브는 ETB 진단을 위해 Mtb 표면 항체(MtbsAb)와 접합하도록 합성되었다. SPIO 나노 프로브는 검사18,19에서조직과 신체에 최소 침습적입니다. 또한, 이러한 나노 프로브는 파라마그네틱 특성으로 인해 낮은 농도에서 정확한 MR 이미지를 시연할 수 있습니다. 또한, SPIO 나노 프로브는 철 이온의 존재가 정상적인 생리학의 일부이기 때문에 적어도 알레르기 반응을 유도하는 것으로 나타났다. 여기서, ETB를 표적화하는 SPIO-MtbsAb 나노프로브의 민감도 및 특이성을 세포 및 동물 모델 모두에서 평가하였다. 결과는 나노 프로브가 ETB 진단을 위한 초과민성 화상 진찰 에이전트로 적용되었다는 것을 보여주었습니다.

<table><tbody><tr><td>(벤조트리아졸-1-일옥시), 트리피롤리디노포스포늄, 헥사플루오로포스페이트</td>, <td>시그마-알드리치</td><td></td><td></td>,</tr><tr><td>1-하이드록시벤조트리아졸,</td><td>시그마-알드리치</td><td></td><td></td></tr><tr><td>, 덱스트란(T-40)</td><td>GE, 헬스케어, 생명과학, AB</td><td></td><td></td></tr>, <tr><td>에피클로로히드린, 2,2'-(에틸디옥시)비스(에틸아민)</td><td>시그마-알드리치</td><td></td><td></td></tr><tr><td>염화제이철, 육수화물</td><td>Fluka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>염화철 사수화물</td><td>Fluka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>인간 monocytic THP-1</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>M. bovis BCG</td><td>파스퇴르 M&eacute; rieux</td><td>Connaught 변형; ImmuCyst Aventis</td><td></td></tr><tr><td>MRI</td><td>GE 의료 시스템</td><td>3.0-T, Signa</td><td></td></tr><tr><td>NH4OH</td><td>Fluka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NMR 이완계</td><td>Bruker</td><td>NMS-120 Minispec</td><td></td></tr><tr><td>Sephacryl S-300</td><td>GE Healthcare Bio-sciences AB</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sephadex G-25</td><td>GE Healthcare Bio-sciences AB</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPECTRUM 분자 다공성 멤브레인 튜브, 12,000 -14,000 MW 차단</td><td>Spectrum Laboratories Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TB 표면 항체- Mtb</td><td>Acris 항체 GmbH</td><td>BP2027</td><td></td></tr><tr><td>투과 전자 현미경</td><td>JEOL</td><td>JEM-2000 EX II</td><td></td></tr>에 대한 다클론 항체</tbody></table>

초초파라마그네틱 산화질소 나노프로브의 합성, 특성화 및 적용

Synthesis, Characterization, and Application of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoprobes for Extrapulmonary Tuberculosis Detection

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.

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</s...

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

A molecular imaging probe comprising superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles and Mycobacterium tuberculosis surface antibody (MtbsAb) was ...

전 세계적으로, 폐 결핵 진단은 비 특정 임상 프리젠 테이션 및 진단 시험에 나쁜 성과 때문에 확인을 위한 외과 적 내정간섭을 필요로 하기 때문에 수시로 연기됩니다. 진균 결핵 항원에 대한 혈청 학적 진단 테스트를 개선하기 위해, 우리는 폐 결핵을 검출하기위한 슈퍼 파라마그네틱 철 산화 나노 프로브를 개발했습니다. TB-SPIO 나노 프로브는 자가 면역 반응을 유도하지 않고 파라자성 특성으로 인해 낮은 농도에서 정확한 자기 공명 이미지를 제공할 수 있습니다.TB-SPIO 나노 프로브는 진균 결핵 감염의 표적화 및 검출을 가능하게 합니다. 그(것)들은 또한 그밖 질병의 검출을 위한 MRI 조영제로 적용될 수 있습니다. 실험의 각 부분이 특정 핵심 기술을 활용하기 때문에 프로토콜을 시도하기 전에 프로토콜을 신중하게 연구해야 합니다.이 방법을 시각적으로 보여 주면 학생이 프로세스를 구현하는 방법, 특히 복잡한 실험의 일부를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. dextran 코팅 된 철 산화물 마그네틱 나노 입자를 준비하기 위해, 적극적으로 45 밀리그램 수성 철염화물 헥사 하이드레이트와 45 밀리그램 수성 철염화 육수화물과 32 밀리그램의 철염화물 테트라 하이드레이트 솔루션과 dextran T40의 5 밀리리터를 실온에서 결합합니다. 수산화 암모늄 10 밀리리터를 빠르게 추가하고 교반 바를 사용하여 실온에서 1 시간 동안 검은 색 서스펜션을 저어줍니다.교반 인큐베이션의 끝에서, 원심 분리 하고 응고를 제거합니다. 최종 SPIO 제품을 언바운드 dextran T40과 분리하려면 전체 5밀리리터 반응 혼합물을 2.5~33센티미터 젤 여과 크로마토그래피 컬로 로드하고 아세테이트 나트륨0.1-mlar및 0.15-대구식 염화나트륨 완충액으로 덱테넨을 엘로테니다. 이어서, 정제된 디엑스트라넨 코팅된 산화수소 자기 나노입자를 공극 부피에서 수집하고 표준 프로토콜에 따라 330 및 490 나노미터에서 철및 디엑스트라넨을 위한 컬럼을 용액한다.SPIO-컨쥬게이드 진코박테리움 결핵 표면 항체를 만들기 위해, 먼저 SPIO-EDBE-succinic anhydride를 실온에서 24시간 동안 1그램의 간결한 수화와 SPIO-EBDE의 알칼리성 용액 10 밀리리터를 혼합하여 합성합니다. 다음 날, 12, 000 ~ 4, 000 분자 량 차단 분자 다공성 멤브레인 튜브를 사용하여 변화당 증류수 2리터의 26시간 변경으로 용액을 투석합니다. 마지막 변화 후, 결과 용액의 100 마이크로리터를 밀리리터 TB 표면 항체당 4.5밀리그램의 400 마이크로리터에 추가하고, 그 다음으로 1-하이드록시벤조트리아졸과 벤조트리아졸-1일옥시 삼피라졸-1일옥시 트리피라디노포스포늄 육각형 헥사플루오로포스파테미테를 24시간 동안 촉매로 첨가한다.PBS를 완충제로 사용하여 젤 여과 크로마토그래피를 통해 언바운드 항체로부터 용액을 분리한다. 평균 입자 크기, 형태 및 크기 분포를 결정하기 위해 복합 분산을 200 메쉬 구리 그리드에 드롭 캐스트하고 100킬로볼트에서 이미징을 위한 전송 전자 현미경에 적재하기 전에 실온에서 시료를 공기 건조시 로크캐스팅합니다. 나노 프로브의 이완 시간 값을 측정하려면 20 메가 헤르츠와 섭씨 37도 플러스 또는 마이너스 1도에서 핵 자기 공명 이완계를 사용합니다.나노 프로브 펄스 세포 이미징의 경우, 먼저 표준 세포 배양 프로토콜에 따라 인간 THP-1 단핵구를 육성한다. 세포가 활성화의 적절한 단계에 도달하면, 1 시간 동안 Mycobacterium bovis BCG의 여섯 번째 식민지 형성 단위에 1회 10으로 일곱 단색세포에 1회 10을 미리 배양한다. 인큐베이션의 끝에서, 1 밀리리터 미세 원심 심분리기 튜브로 세포를 전송하고 SPIO 진균 결핵 표면 항체 - 공해 나노 프로브의 2 밀리머를 각 튜브에 37 섭씨 및 5 %의 이산화탄소에서 1 시간 배양에 추가합니다.인큐베이션의 끝에서, 원심분리에 의해 세포를 수집하고 신선한 매체의 200 마이크로 리터에서 펠릿을 다시 중단. 이어서, 3.0-T 자기 공명 영상을 통해 빠른 그라데이션 에코 펄스 서열을 이용하여 샘플을 스캔하여 나노프로브의 특이성과 민감성을 결정한다. M.bovis BCG로 실험 동물을 접종하기 위해 먼저 Sauton의 배지에서 lyophilized 백신 또는 세균 재고를 재구성하고 재구성 된 재고 용액을 식염수로 희석시 희석시.다음으로, 100 마이크로리터의 용액을 동물당 1밀리리터 주사기에 적재하고 각 마우스의 왼쪽 또는 오른쪽 등갈 에 박테리아의 전체 부피를 부수어 보입니다. 살아있는 나노 프로브 주입 동물의 생체 내 자기 공명 이미징의 경우, 각 마취 실험 동물의 기준선 T2 가중 빠른 스핀 에코 이미지를 획득한 후 SPIO-TB 항체 프로브의 2나노몰라를 각 마우스의 꼬리 정맥에 200 마이크로리터로 주입합니다. 그런 다음, 주사 직후와 다음 30 분 동안 5 분마다 동물을 다시 이미지.이미징 세션의 끝에서, M.결핵 과립종 센터와 과립 에 인접한 후근육의 비교 위치에 대한 관심의 정의된 영역의 측정으로서 신호 강도를 사용하여 모든 자기 공명 이미지를 정량적으로 분석한다. 이어서, 조영제의 주입 후 0~3시간 전에 신호 강도 측정을 사용하여 상대신호 향상을 계산한다. 접종 한 달 후, 각 동물의 상인말 접종 부위에서 조직을 수집하고 헤마톡시린과 에오신을 함유한 5~10마이크로미터 두께의 조직 샘플을 파랭에 고정한 파라핀을 염색하고, 산속이 빠른 박테리아를 위한 지엘-네센 얼룩, 그리고 페리 철을 위한 베를린 블루를 더럽힙시다.SPIO-TB 표면 항체 나노 프로브의 전송 전자 현미경 이미징은 나노 프로브가 코어당 평균 크기 3.8 플러스 또는 마이너스 0.4 나노미터의 잘 분산된 외관을 나타낸다는 것을 알 수 있습니다. M.bovis BCG 및 산 빠른 세균균 균주는 Ziehl-Neelsen 염색을 통해 검출될 수 있습니다. 철분이 함유된 프로브로 격리되고 배양한 후, 박테리아는 베를린 블루 스테인링을 통해 확인할 수 있습니다.SPIO-TB 표면 항체 나노프로브의 TB 표적화 정도는 농도 의존적인 방식으로 발생하는 나노프로브의 존재 시신호 강도의 감소로 나타난 바와 같이 T2 가중 자기 공명 영상을 통해 결정될 수 있다. 나노 프로브 주입 동물에서, M.tuberculosis 과립 영역에서 신호 감소의 T2 가중 향상은 대조군 사이트의 약 14 배 높은. 감염 후 한 달, 조직피성 과립종은 나노 프로브 주입 C57 블랙 6 마우스에서 관찰 될 수있다 새로운 혈액 혈관과 림프구및 상피 대식체 집계이러한 병변 내에서 지적.양성 M.결핵 발현은 또한 병변 부위에서 양성으로 염색하는 산빠른 바실리를 가진 과립종 영역에서도 관찰된다. 베를린 블루, 철 양성 얼룩, 또한 결핵에 프로브의 감도를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 생체 내 자기 공명 영상의 경우, 나노프로브 주입동물들은 SPIO-TB 항체 프로브를 주입하기 전에 각 마취 실험 동물의 기준선 T2 가중치 빠른 스핀 에코 이미지를 획득한다. 이제 우리는 폐 결핵을 검출하기 위하여 SOP 기술을 설치했습니다, 이 항체는 특히 폐 결핵을 진단하기 위하여 이용될 수 있습니다.

synthesis-characterization-application-superparamagnetic-iron-oxide

Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

nanoparticles의 세포 biodistribution을 평가하는 데 사용 Bioimaging 방법은 nanoformulated 화합물의 치료 및 진단 모니터링에 적용할 수 있습니다. histological coregistration에 의해 평가하면 여기에 설명된 방법은 민감하고 구체적인 수 있습니다. 방법은 설치류에서 인간의 응용 프로그램에 translational 경로를 제공합니다.

진단 및 치료 모니터링을위한 Nanomaterials 등록 Bioimaging

이 비디오는 폐외 결핵을 감지하는 기술을 보여줍니다. Mycobacterium 특이적 항체에 접합된 Superparamagnetic iron oxide(SPIO) 나노프로브를 이전에 Mycobacterium bovis BCG에 감염된 마우스에 주입하여 육아종을 라벨링하고 검출을 위한 더 나은 이미징 대비를 제공합니다.

초상자성 나노프로브를 통해 폐외결핵을 감지하는 기술

여기에, 우리는 강한 자기 모멘트 강한 근적외선 (NIR) 흡수와 자기 플라즈몬 나노 입자의 합성 프로토콜을 설명합니다. 프로토콜은 특정 분자 표적을 필요로 다양한 생물 의학 응용 프로그램의 Fc 부분을 통해 나노 입자에 항체 접합을 포함한다.

Immunotargeted의 합성 자기 - 플라즈 모닉 나노 클러스터

표적 세포 전달은 다양한 생체 의학 응용 분야에서 유용합니다.  이 프로토콜의 목표는 초상자성 산화철 나노입자(SPION)를 사용하여 세포를 라벨링함으로써 세포 전달 및 국소화를 높은 수준으로 제어할 수 있는 자기 세포 표적화 접근 방식을 가능하게 하는 것입니다.

셀 라벨 및 초상 자성 산화철 나노 입자로 타겟팅

마이크로 웨이브 기술은 동맥 경화 플라크 특성에 대한 산화철 나노 입자의 매우 빠른 합성을 할 수 있습니다. 나노 입자의 외부면에 aminobisphosphonate의 사용은 죽상 영역에서 고속 퇴적을 제공한다.

동맥 경화의 빠른 검색을위한 산화철 나노 입자의 전자 레인지 중심의 합성

평면 샘플 자성 입자를 이미지화하는 스캐너는 자기 검출 기법 혼합 평탄한 주파수를 이용하여 개발되었다. 입자의 비선형 nonhysteretic 자화에서 자기 상호 변조 응답은 두 개의 주파수 대역 여기에 기록된다. 얇은 생물학적 시료의 2 차원 영상을 위해 사용될 수있다.

평면 샘플에 자석 입자 이미징에 대한 자기 인식 스캐너를 혼합 주파수

이 프로토콜의 전반적인 목표는 비용 효율적인, 노트북에 대 한 기능 nanosensors을 합성 하 고의 급속 한 탐지는 자석 및 형광 방출 modalities의 결합을 통해 병원 성 박테리아에 특히 표적으로.

E. 콜라이 O157:H7의 Foodborne 병원 체 검사를 사용 하 여 자기 형광 Nanosensor: 신속한 감지

결핵균 (M. 결핵) 기자 효소 형광 (REF)를 사용 하 여 감염 된 쥐의 광학 이미징을 설명 합니다. 이 프로토콜 pathogenesis, 치료 및 백신 연구에 대 한 전 임상 동물 모델에 M. 결핵 의 과민 하 고 특정 탐지를 촉진 한다.

기자 효소 형광와 쥐에서 이미징 결핵균

여기, 우리 제시를 프로토콜68가 코어 첨가 산화 철 나노 입자를 통해 빠른 전자 레인지 기반 합성. 애완 동물을 렌더링 하는 방법론/radiolabeling 90%와 99 %20 분 합성에서의 방사선 화학 순수성 보다 높은 효율성을 (T1) MRI 나노 입자.

이중 양전자 방출 단층 촬영에 대 한 68가 코어 첨가 산화 철 나노 입자의 합성 / (T1) 자기 공명 이미징

이 작품은 자기 나노 입자의 제조를위한 프로토콜을 설명,SiO2로코팅, 그 아민 기능화 (3-아미노 프로필) triethoxysilane (APTES) 및 링커로 수치 닐 모니티를 사용하여 deferoxamine와의 그 연상. 모든 중간 나노입자 및 최종 컨쥬게이트에 대한 Y. 장골염을 이용한 깊은 구조적 특성화 설명 및 포획 박테리아 분석법도 상세히 설명한다.

기능성 자기 나노 입자의 합성, 사이드로포레 페록사민과의 그들의 융합 및 박테리아 검출에 대한 평가

이 연구에서는 특정 세포 표적화를 위한 항체로 자성 나노물질을 생체 기능화하는 프로토콜을 제공합니다. 예를 들어, 우리는 암세포를 표적으로 삼기 위해 철 나노 와이어를 사용합니다.

자성 나노 물질의 생체 기능화

배우세요 초초파라마그네틱 산화철 나노프로브를 이용한 결핵균(Mycobacterium tuberculosis) 정밀 진단 기술을. 이 비침습적 MRI 영상법은 저농도 병원체 검출과 자가면역 반응 없는 안전한 진단을 가능하게 합니다.

초초파라마그네틱 산화질소 나노프로브의 합성, 특성화 및 적용

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