Methodenartikel

Productie van membraangefilterde faseverschuivingsdecafluorbutaan nanodruppels uit voorgevormde microbubbels

DOI:

10.3791/62203

⸱

23 maart 2021

 ,  , 
1Department of Bioengineering, The University of Texas at Dallas, 2Department of Radiology, The University of Texas Southwestern

In dit artikel

Samenvatting

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

Dit protocol beschrijft een methode om grote hoeveelheden lipide ingekapselde decafluorbutaan microbubbels te genereren met behulp van sonde-tip sonicatie en ze vervolgens te condenseren tot faseverschuiving nanodruppels met behulp van hogedruk extrusie en mechanische filtratie.

Samenvatting

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

Er zijn veel methoden die kunnen worden gebruikt voor de productie van verdampbare faseverschuivingsdruppels voor beeldvorming en therapie. Elke methode maakt gebruik van verschillende technieken en varieert in prijs, materialen en doel. Veel van deze fabricagemethoden resulteren in polydisperse populaties met niet-uniforme activeringsdrempels. Bovendien vereist het regelen van de druppelgroottes doorgaans stabiele perfluorkoolstofvloeistoffen met hoge activeringsdrempels die in vivo niet praktisch zijn. Het produceren van uniforme druppelgroottes met behulp van gassen met een laag kookpunt zou gunstig zijn voor in vivo beeldvormings- en therapie-experimenten. Dit artikel beschrijft een eenvoudige en economische methode voor de vorming van grootte-gefilterde lipide-gestabiliseerde faseverschuiving nanodruppels met laag kookpunt decafluorbutaan (DFB). Een veelgebruikte methode voor het genereren van lipide microbubbels wordt beschreven, naast een nieuwe methode om ze in één stap te condenseren met hogedrukextrusie. Deze methode is ontworpen om tijd te besparen, de efficiëntie te maximaliseren en grotere volumes microbubbel- en nanodruppeloplossingen te genereren voor een breed scala aan toepassingen met behulp van gemeenschappelijke laboratoriumapparatuur die in veel biologische laboratoria wordt aangetroffen.

Inleiding

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

Ultrasone contrastmiddelen (UCA's) groeien snel in populariteit voor beeldvormings- en therapietoepassingen. Microbubbels, de oorspronkelijke UCA's, zijn momenteel de reguliere middelen die worden gebruikt in klinische diagnostische toepassingen. Microbubbels zijn met gas gevulde bolletjes, meestal 1-10 μm in diameter, omgeven door lipide-, eiwit- of polymeerschillen1. Hun grootte en in vivo stabiliteit kunnen hun functionaliteit in veel toepassingen echter beperken. Faseverschuiving nanodruppels, die een oververhitte vloeibare kern bevatten, kunnen enkele van deze beperkingen overwinnen vanwege hun kleinere formaat en verbeterde levensduur2. Bij blootstelling aan warmte of akoestische energie verdampt de oververhitte vloeibare kern tot een gasmicrobubbel2,3,4,5. Aangezien de verdampingsdrempel direct verband houdt met de druppelgrootte5,6, zou het formuleren van druppelsuspensies met uniforme grootte zeer wenselijk zijn voor het bereiken van consistente activeringsdrempels. Formuleringsmethoden die uniforme druppelgroottes produceren zijn vaak complex en kostbaar, terwijl meer kosteneffectieve benaderingen resulteren in polydisperse-oplossingen7. Een andere beperking is het vermogen om stabiele faseverschuivingsdruppels te genereren met perfluorkoolstofgassen (PFC) met een laag kookpunt, wat van cruciaal belang is voor efficiënte activering in vivo8. In dit manuscript wordt een protocol beschreven voor het genereren van stabiele gefilterde laagkokende verdampingsdruppels met laag kookpunt voor in vivo beeldvormings- en therapietoepassingen.

Er zijn veel methoden om monodispersed submicron faseverschuivingsdruppels7 te produceren. Een van de meest robuuste methoden om de grootte te regelen, is het gebruik van microfluïdische apparaten. Deze apparaten kunnen duur zijn, hebben een trage druppelproductie (~ 104-106 druppels / s)7 en vereisen uitgebreide training. Microfluïdische apparaten vereisen over het algemeen ook gassen met een hoog kookpunt om spontane verdamping en verstopping van het systeem te voorkomen7. Een recente studie van de Gracia Lux et al.9 toont echter aan hoe het koelen van een microfluidizer kan worden gebruikt om hoge concentraties submicron faseverschuiving (1010-1012 / ml) te genereren met behulp van decafluobutaan met laag kookpunt (DFB) of octafluorpropaan (OFP).

Over het algemeen zijn gassen met een laag kookpunt, zoals DFB of OFP, gemakkelijker te hanteren met behulp van voorgevormde gasbellen. Verdampbare druppels kunnen worden geproduceerd uit voorloper lipide-gestabiliseerde bellen door het gas te condenseren met behulp van lage temperaturen en verhoogde druk5,10. De concentratie van druppels die met deze methode worden geproduceerd, hangt af van de concentratie van voorlopermicrobubbels en de efficiëntie van de omzetting van bellen in druppels. Geconcentreerde microbubbels zijn gemeld van tip sonicatie die > 1010 MB / ml11 nadert, terwijl een afzonderlijke studie druppelconcentraties heeft gemeld variërend van ~ 1-3 x1011 druppels / ml van gecondenseerde OFP- en DFP-bubbels12. Wanneer monodispersed druppels geen probleem zijn, zijn condensatiemethoden de meest eenvoudige en goedkoopste methoden voor het genereren van lipide-gestabiliseerde faseverschuivingsdruppels met behulp van PFK's met een laag kookpunt. Methoden voor het genereren van bubbels van uniforme grootte voordat ze condenseren, kunnen helpen bij het creëren van meer monodisperse populaties van druppels. Het genereren van monodisperse precursorbellen is echter ook moeilijk, waardoor duurdere benaderingen zoals microfluïdica of herhaalde differentiële centrifugatietechnieken11 nodig zijn. Een alternatieve benadering voor de productie van DFB- en OFB-nanodruppels is onlangs gepubliceerd met behulp van spontane nucleatie van druppels in liposomen13. Deze methode, met behulp van een "Ouzo" -effect, is een eenvoudige manier om PFC-druppels met een laag kookpunt te genereren zonder bubbels te hoeven condenseren. De grootteverdeling van de PFC-druppels kan worden geregeld door delicate titratie en menging van PFC-, lipide- en ethanolcomponenten die worden gebruikt om de nucleatie van de druppels te initiëren. Het is ook vermeldenswaard dat het mengen van perfluorkoolwaterstoffen kan worden gebruikt om de stabiliteit en activeringsdrempels van nanodruppels14,15 te regelen. Meer recent werk van Shakya et al. toont aan hoe nanodruppelactivering kan worden afgestemd door PFK's met een hoog kookpunt in een koolwaterstof-endoskeleton te emuleren om heterogene nucleatie in de druppelkern16 te vergemakkelijken, wat een benadering is die kan worden overwogen samen met andere vormen van druppelgroottefiltratie.

Eenmaal gevormd, kunnen faseverschuivingdruppels na vorming worden geëxtrudeerd om meer monodisperse populaties te creëren. In feite is een soortgelijk protocol met de hier beschreven methode eerder gepubliceerd door Kopechek et al.17 met behulp van dodecofluorpentane (DDFP) met hoog kookpunt als druppelkern. Lezers die faseverschuivingsdruppels met perfluorkoolwaterstoffen met hoog kookpunt (stabiel bij kamertemperatuur) willen gebruiken, moeten in plaats daarvan het bovenstaande artikel raadplegen. Het genereren en extruderen van druppels met gassen met een laag kookpunt, zoals DFB en OFP, is ingewikkelder en kan het beste worden benaderd door voorgevormde gasbellen te condenseren.

In dit protocol wordt een veelgebruikte methode beschreven voor het genereren van voorgevormde lipidemicrobubbels met een DFB-gaskern met behulp van sondetipsoonapparaat. Vervolgens wordt een commerciële extruder gebruikt om voorgevormde microbubbels te condenseren tot submicron faseverschuiving nanodruppeltjes (figuur 1). De resulterende druppels zijn dan te activeren door warmte en echografie. Deze methode kan grotere volumes nanodruppeloplossing produceren dan conventionele condensatiemethoden met smallere grootteverdelingen zonder de noodzaak van dure microfluïdische apparaten. De productie van nanodruppeloplossingen met smalle grootteverdelingen kan waarschijnlijk meer uniforme verdampingsdrempels genereren. Dit zal hun potentieel maximaliseren voor tal van toepassingen zoals beeldvorming, ablatie, medicijnafgifte en embolisatie1,3,4,6.

figure-introduction-1
Figuur 1: Schema van hogedrukextrusie-opstelling voor het condenseren van voorgevormde microbubbels in faseverschuivingsnanodruppels. Microbubbeloplossing wordt toegevoegd aan en opgenomen in de extruderkamer en 250 psi, uit de stikstoftank, wordt aangebracht door de kamerinlaatklep. Het stikstofgas duwt de microbubbeloplossing door het filter aan de basis van de kamer en condenseert het monster tot nanodruppels. De oplossing wordt uiteindelijk door de monsteruitlaatbuis uit de extruder geduwd en verzameld. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

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

1. Lipidenfilms maken

  1. Bereid lipidefilms voor het genereren van microbubbels met behulp van 90% DSPC en 10% DSPE-PEG2K door de lipiden in de juiste verhouding te mengen met behulp van de volgende richtingen:
    1. Maak stocklipiden van DSPC en DSPE-PEG2K in chloroform. Weeg 50 mg van elk lipidenpoeder af in afzonderlijke injectieflacons. Voeg 1 ml chloroform toe aan elke injectieflacon met behulp van een glazen spuit van 1 ml.
    2. Voeg 287 μL DSPC-bouillon en 113 μL DSPE-PEG2K-bouillon (beide 50 mg/ml) toe aan een injectieflacon met scintillatie van 20 ml met behulp van een glazen spuit.
    3. Droog de gemengde lipiden om chloroform te verwijderen met behulp van stikstof. Met behulp van een geschikte lengte van de buis verbonden met huisstikstof, laat stikstofgas licht over de hoofdruimte van de injectieflacon stromen tijdens het mengen. Ga door totdat er geen chloroform wordt waargenomen en de resterende lipidefilm wit begint te worden. Gebruik polypropyleen schroefdoppen, bedek het monster terwijl u stikstof in de headspace introduceert.
    4. Plaats injectieflacons 's nachts onder vacuüm met behulp van een vacuümsiccator om eventuele resterende chloroform te verwijderen. Er blijft een dunne doorschijnende film over die de bodem van de injectieflacon bedekt.
    5. Bewaar injectieflacons bij -20 °C totdat ze nodig zijn.

2. Het genereren van microbubbels uit lipidefilms

  1. Om de microbubbels te maken, voegt u 10 ml 1x fosfaatbufferzoutoplossing (PBS) met 20% v / v propyleenglycol en 20% v / v Glycerol (uiteindelijke pH 7,2-7,4) toe aan een droge lipidefilm.
  2. Dek het monster en het monster gedurende 30 minuten opnieuw af tot 65 °C op een verwarmingsblok (of verwarmd waterbad).
  3. Terwijl het monster opwarmt, bereidt u de badsonicator voor door de badtemperatuur te verhogen tot 65 °C.
    OPMERKING: Dit proces is sneller als het water wordt voorverwarmd in een magnetron of kookplaat voordat het in de badsonicator wordt geplaatst.
  4. Plaats de scintillatieflacon met het verwarmde monster in de badsonicator, zodat alleen het deel van de injectieflacon met de lipide-oplossing in het waterbad wordt ondergedompeld.
  5. Soniceer de warme lipide-oplossing gedurende minimaal 15 minuten. Zorg ervoor dat de watertemperatuur op 65 °C blijft. Blijf soniceren met tussenpozen van 10-15 minuten totdat de oplossing volledig helder is (figuur 2).
    OPMERKING: Als er geen badsonicator beschikbaar is, kan de oplossing met 10% vermogen worden getipt totdat deze helder is. De microtip zal echter sneller slijten en is duurder om te vervangen.

figure-protocol-1
Figuur 2: Voorbeeld van gehydrateerde lipidenfilms. Voorbeeld van gehydrateerde lipidefilm (A) vóór en (B) na badsoonapparaat om uni-lamellaire blaasjes te vormen. Na het ultrasoonapparaat van het bad moet de lipideoplossing verschuiven van een meer ondoorzichtige naar een doorschijnende oplossing. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

  1. Verwijder de dop en klem de injectieflacon in de geluiddichte behuizing van de sonicator, zodat de microtipbevestiging van de sonicator net onder de lucht/vloeistofinterface wordt ondergedompeld (figuur 3).
  2. Plaats de tank met decafluorbutaan naast de geluiddichte behuizing van de sonicator.
  3. Bereid een ijsbad voor en plaats het naast de geluiddichte behuizing. Dit zal later in stap 2.14 worden gebruikt.
  4. Schakel de aan/uit-schakelaar voor de sonicator in.
  5. Nadat het systeem is gestart, stelt u het vermogensniveau in op 70%. Overschrijd de amplitude van 70% niet met de microtipbevestiging. Start de sonicator op dit moment niet.
  6. Bevestig een geschikte lengte van de slang om het gas uit de DFB-tankuitlaat naar de warme lipide-oplossing in de behuizing te leiden. De buis moet net in de hals van de injectieflacon worden geplaatst om gas in de hoofdruimte te laten stromen tijdens het ultrasoonapparaat (figuur 3).
  7. Open de tankklep langzaam totdat het gas over de lipide-oplossing kan stromen. Dit zal lichte rimpelingen op het oppervlak van de vloeistof veroorzaken. Als de gasstroom te hoog is, zal de oplossing overlopen tijdens de formulering van microbubbels.
  8. Start de sonicator en voer continu 10 s uit om microbubbels te genereren. Als de beloplossing begint te overlopen tijdens het ultrasoonapparaat, stop dan onmiddellijk de sonicator.
  9. Schakel de sonicator uit en sluit onmiddellijk de DFB-tankklep.
  10. Sluit de microbubbeloplossing snel af en dompel de injectieflacon onder in het ijsbad om het monster af te koelen onder 55 °C (glasovergangstemperatuur van DSPC)
  11. Laat de microbubbelmonsters in het ijsbad liggen totdat ze nodig zijn.

figure-protocol-2
Figuur 3: Plaatsing van de sondepunt in een lipideoplossing om de vorming van microbubbels te optimaliseren. Zorg ervoor dat de punt van de sonde het glas niet raakt. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

3. Extruder voorbereiden op microbubbelcondensatie

  1. Monteer de hogedrukextruder zoals beschreven in de gebruikershandleiding met behulp van een keramisch filter van 200 nm (geleverd door de fabrikant).
  2. Plaats de extruder in het midden van een waterdichte container, zodat de monsteruitlaatbuis niet tegen de zijkant wordt gedrukt of gekrompen.
  3. Koppel de extruder aan de stikstofgastank met behulp van de door de fabrikant geleverde adapter.
  4. Maak een zout ijsbad van -2 °C in de waterdichte container rond de extruder met 400 ml water en 10 g natriumchloride.
  5. Plaats het uiteinde van de uitlaatbuis in een scintillatieflacon om het geëxtrudeerde monster te verzamelen.
    OPMERKING: Bevestig de buis met tape aan de container als deze niet plat ligt of in de injectieflacon blijft.

4. De extruder primeren voor microbubbelcondensatie

  1. Open en sluit de uitlaatklep om er zeker van te zijn dat er geen druk in de extruder is.
  2. Verwijder het deksel van de kamer en voeg 5 ml 1x PBS toe aan de extruderkamer.
  3. Plaats het deksel terug en zorg ervoor dat het weer stevig op zijn plaats klikt.
  4. Open de stikstofgastank zodat de manometer 250 psi aangeeft. Zorg ervoor dat het drukregelventiel in de gesloten stand staat.
  5. Sluit de gastank en open de inlaatklep van de extruderkamer. De PBS-oplossing wordt door het systeem geduwd en de monsteruitlaatbuis in de scintillatieflacon geduwd.
  6. Wanneer alleen gas de slang verlaat, opent u de uitlaatklep en laat u de druk dalen tot 0 psi.
  7. Verwijder de injectieflacon met scintillatie.

5. Microbubbels voorkoeling voor extrusie

  1. Open en sluit de uitlaatklep om er zeker van te zijn dat er geen druk in de extruder is. Plaats een nieuwe injectieflacon met scintillatie aan het uiteinde van de uitlaatbuis.
  2. Vul een stalen container met 2-methylbutaan en voeg droogijs toe om de temperatuur terug te brengen tot -18 °C.
  3. Breng de microbubbeloplossing in het gekoelde 2-methylbutaan, zodat het monster gedurende 2 minuten wordt ondergedompeld. Beweeg de scintillatieflacon gedurende de 2 minuten om de bubbels voorzichtig te mengen. Voeg zo nodig droogijs toe om de temperatuur tussen -15 en -18 °C te houden. Zorg ervoor dat u niet hoger is dan -20 °C, anders zal de hulpstofoplossing bevriezen en het bubbelmonster vernietigen.
    OPMERKING: Stap 5.2 en 5.3 kunnen ook worden uitgevoerd door het bellenmonster in een laboratoriumvriezer gedurende een langere periode te koelen. Voorzichtigheid is echter geboden om de temperatuur van de vriezer zorgvuldig te controleren en te voorkomen dat het monster wordt bevroren.
  4. Verwijder na 2 minuten de microbubbels uit het gekoelde 2-methylbutaan, schud voorzichtig de injectieflacon om de microbubbels te mengen en gebruik een gekoelde spuit van 10 ml om de oplossing naar de extruder over te brengen.
  5. Verwijder het deksel van de extruderkamer en voeg de microbubbeloplossing toe aan de kamer door de zuiger langzaam op de spuit te duwen. Plaats de dop van de extruder terug en zorg ervoor dat deze weer stevig op zijn plaats klikt.
  6. Controleer of de drukregelklep en de uitlaatklep van de extruder zich in de gesloten stand bevinden.
  7. Open de stikstofgastank totdat de manometer 250 psi aangeeft, sluit de gastank en draai de drukregelklep in de open stand.
  8. Wanneer de oplossing de scintillatieflacon bij de uitgangsslang heeft gevuld en alleen gas de buis verlaat, opent u langzaam de drukafsluiter en laat u de druk dalen tot 0 psi.
  9. Plaats de scintillatieflacon in een ijsbad of koelkast om te bewaren.
  10. Voor langdurige opslag en het minimaliseren van spontane verdamping, bewaar het monster in een standaard vriezer. Zorg ervoor dat de temperatuur -20 °C of hoger is om te voorkomen dat het monster wordt bevroren (de hulpstofoplossing van 20% PPG en 20% Glycerol voorkomt dat het monster in de meeste laboratoriumvriezers bevriest).

6. Druppeltjes scheiden van liposomen door centrifugeren

  1. Breng 10 ml van de geëxtrudeerde druppeloplossing over in een centrifugebuis van 15 ml.
  2. Centrifugeer het geëxtrudeerde monster bij 1.500 x g gedurende 10 minuten bij 4 °C. Een pellet bestaande uit DFB-nanodruppels zal zichtbaar zijn aan de onderkant van de buis (figuur 4). Spontaan verdampte druppels verschijnen aan de bovenkant van de oplossing en moeten worden weggegooid.

figure-protocol-3
Figuur 4: Voorbeeld van faseverschuiving DFB-druppels die na centrifugeren pelleteren. DFB-nanodruppels zijn dichter dan liposomen en verzamelen zich op de bodem van de centrifugebuis in een pellet (rode doos). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

  1. Verwijder het supernatant en resuspend de pellet in 2 ml 1x PBS met 20% glycerol en 20% propyleenglycol.
  2. Meng de buis voorzichtig om een homogene oplossing te verkrijgen en breng de druppels over naar een kleinere centrifugebuis van 2 ml.
  3. Was het monster nog twee keer in een centrifugebuis van 2 ml.
  4. Na de laatste wasbeurt, resuspend de pellet in 100 μL 1x PBS met 20% glycerol en 20% propyleenglycol en bewaar op ijs of in de vriezer totdat het nodig is.

7. Microscopie verificatie van druppelverdamping

  1. Maak een verdunde druppeloplossing door 2,5 μl geconcentreerde druppels toe te voegen aan 7,5 μl 1x PBS.
  2. Bereid een microscoopglaasje voor met 10 μl van het verdunde monster. Gebruik een 40x-objectief om het voorbeeld te observeren en afbeeldingen op te slaan.
  3. Verwijder de dia van de microscoop en plaats deze gedurende 1 minuut op een warmteplaat van 65 °C om nanodruppels tot microbubbels te verdampen.
  4. Gebruik hetzelfde 40x-objectief om het monster na verhitting te observeren om de verdamping van druppels te verifiëren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

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

Representatieve resultaten van de grootteverdeling zijn opgenomen met behulp van dynamische lichtverstrooiing (DLS) en afstembare resistieve pulsdetectie (TRSP) analyse. Figuur 5 toont de grootteverdeling van gecondenseerde bellenoplossingen met en zonder extrusie. Zonder extrusie eindigt het protocol bij stap 5.3. De gekoelde bubbels worden gecondenseerd door het monster te ventileren tot atmosferische druk terwijl het koud is. Het gecondenseerde monster heeft een veel bredere distributie g...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

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

Er is een uitgebreide hoeveelheid literatuur beschikbaar die de formulering, fysica en mogelijke toepassingen van microbubbels en faseverschuivingdruppels voor in vivo beeldvorming en therapie bespreekt. Deze discussie heeft expliciet betrekking op het genereren van lipide microbubbels en deze om te zetten in sub-micron faseverschuivingsdruppels met behulp van een DFB-gas met laag kookpunt en hogedrukextrusie. De hier beschreven methode is bedoeld om een relatief eenvoudige methode te bieden voor het produceren van grote...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

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

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

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

We willen Dominique James in het laboratorium van Dr. Ken Hoyt bedanken voor het leveren van TRSP-analyse van verdampbare faseverschuiving nanodruppels

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
15 mL Centrifuge TubesFalcon352095Verzamelen en centrifugeren van druppels
200 nm polycarbonaat filterWhatman110606Extruder filters
2-methylbutaanFisher Chemical03551-4Snelle voorkoeling van microbubbeloplossing voorafgaand aan extrusie
3-tandige klemmen X2Fisher02-217-002Scintillatiebuisjes op hun plaats houden voor sonicatie met sondeverticator
400W analoog sondeverticator met hoornBranson101-063-198RWordt gebruikt om lipide microbubbels te genereren uit lipide-oplossing
Bath SonicatorFisher Scientific15337402Wordt gebruikt om liposomen te helpen afbreken in unilamellaire vesikels
ChloroformFisher BioreagentsC298-4Wordt gebruikt om lipidefilm te maken voor microbubbelvoorbereiding
Decafluorbutaan (Perfluorobutaan) GasFluoroMed L.P.1 kgGenereren van microbubbels via sonicatie met sondeverticator
Droge ijs--Snelle voorkoeling van microbubbeloplossing voorafgaand aan extrusie
DSPC LipidepoederNOF AmericaCOATSOME MC-8080Component van lipidefilm
DSPE-PEG-2K LipidepoederNOF AmericaSUNBRIGHT DSPE-020CNComponent van lipidefilm
Algemene thermometer--Wordt gebruikt om de temperatuur van het ijsbad en de temperatuur van 2-methylbutaan te meten ( moet temperaturen tot -20C kunnen meten)
Glazen spuitenHamilton81139Wordt gebruikt om lipiden in chloroform te mengen
GlycerolFisher BioreagentsBP229-1Verlaagt de vriestemperatuur van de PBS-oplossing
VerwarmingsblokVWR Scientific ProductsHet opwarmen van lipidefilms en het verdampen van druppels
Lipex 10 mL ExtruderEvonikCommercieel hoogdruk extrusiesysteem
Mini Vortex MixerFisher brand14-955-151Wordt gebruikt om overtollig chloroform uit lipidefilms te verwijderen
Stikstoftank--Wordt gebruikt om de extruder te bedienen
Fosfaat Buffer SalineFisher ScientificHydrate lipidefilms en was druppels
Polyester Drain DiskWhatman230600Biedt ondersteuning voor polycarbonaatfilter
Polypropyleen doppenFisher Scientific298417Wordt gebruikt voor het opslaan van oplossingen
PropyleenglycolFisher ChemicalP355-1Verlaagt de vriestemperatuur van de PBS-oplossing
ScintilatiebuisjesDWK Life Sciences Wheaton986532Wordt gebruikt voor lipidefilms en microbubbelgeneratie
Kleine hamer--Wordt gebruikt om droog ijs te breken voor het koelen van methylbutaan
Sonicator Microtip AttachmentBranson101148070Wordt gebruikt om microbubbels uit lipide-oplossing te genereren
Stalen containerMedegen79310Snelle voorkoeling van microbubbeloplossing voorafgaand aan extrusie (elke container die geschikt is voor -20C werkt)
Vacuum DessicatorBel-Art SP Scienceware08-648-100Verwijdert overtollig chloroform uit lipidefilms
2mL Centrifuge TubeFisher02682004Wordt gebruikt voor het concentreren van nanodruppeltjes

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sirsi, S., Borden, M. Microbubble compositions, properties and biomedical applications. Bubble Science Engineering and Technology. 1 (1-2), 3-17 (2009).
  2. Sheeran, P. S., Dayton, P. A. Phase-change contrast agents for imaging and therapy. Current Pharmaceutical Design. 18 (15), 2152-2165 (2012).
  3. Mountford, P. A., Smith, W. S., Borden, M. A. Fluorocarbon nanodrops as acoustic temperature probes. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 31 (39), 10656-10663 (2015).
  4. Mountford, P. A., Thomas, A. N., Borden, M. A. Thermal activation of superheated lipid-coated perfluorocarbon drops. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 31 (16), 4627-4634 (2015).
  5. Sheeran, P. S., Luois, S., Dayton, P. A., Matsunaga, T. O. Formulation and acoustic studies of a new phase-shift agent for diagnostic and therapeutic ultrasound. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 27 (17), 10412-10420 (2011).
  6. Sheeran, P. S., Dayton, P. A. Improving the performance of phase-change perfluorocarbon droplets for medical ultrasonography: current progress, challenges, and prospects. Scientifica. 2014, 579684(2014).
  7. Sheeran, P. S., et al. Methods of generating submicrometer phase-shift perfluorocarbon droplets for applications in medical ultrasonography. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 64 (1), 252-263 (2017).
  8. Sheeran, P. S., et al. Decafluorobutane as a phase-change contrast agent for low-energy extravascular ultrasonic imaging. Ultrasound in Medicine & Biology. 37 (9), 1518-1530 (2011).
  9. de Gracia Lux, C., et al. Novel method for the formation of monodisperse superheated perfluorocarbon nanodroplets as activatable ultrasound contrast agents. RSC Advances. 7 (77), 48561-48568 (2017).
  10. Mountford, P. A., Sirsi, S. R., Borden, M. A. Condensation phase diagrams for lipid-coated perfluorobutane microbubbles. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 30 (21), 6209-6218 (2014).
  11. Feshitan, J. A., Chen, C. C., Kwan, J. J., Borden, M. A. Microbubble size isolation by differential centrifugation. Journal of Colloid and Interface Science. 329 (2), 316-324 (2009).
  12. Wu, S. -Y., et al. Focused ultrasound-facilitated brain drug delivery using optimized nanodroplets: vaporization efficiency dictates large molecular delivery. Physics in Medicine and Biology. 63 (3), 035002(2018).
  13. Li, D. S., et al. Spontaneous Nucleation of stable perfluorocarbon emulsions for ultrasound contrast agents. Nano Letters. 19 (1), 173-181 (2019).
  14. Sheeran, P. S., Luois, S. H., Mullin, L. B., Matsunaga, T. O., Dayton, P. A. Design of ultrasonically-activatable nanoparticles using low boiling point perfluorocarbons. Biomaterials. 33 (11), 3262-3269 (2012).
  15. Kawabata, K., Sugita, N., Yoshikawa, H., Azuma, T., Umemura, S. Nanoparticles with multiple perfluorocarbons for controllable ultrasonically induced phase shifting. Japanese Journal of Applied Physics. 44 (6), 4548-4552 (2005).
  16. Shakya, G., et al. Vaporizable endoskeletal droplets via tunable interfacial melting transitions. Science Advances. 6 (14), 7188(2020).
  17. Kopechek, J. A., Zhang, P., Burgess, M. T., Porter, T. M. Synthesis of phase-shift nanoemulsions with narrow size distributions for acoustic droplet vaporization and bubble-enhanced ultrasound-mediated ablation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (67), e4308(2012).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Faseverschuivingsnanodruppelslipide microbellenmembraanfiltratiehogedrukextrusiemicrobelcondensatiecontrole van druppelgrootteinstelbare weerstands pulssensorennanodruppelvaporisatieechografie

Gerelateerde artikelen