Name: Synthese en karakterisering van multimodale faseverandering porfyrinedruppels (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-10-15T14:10:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Leer de synthese en karakterisering van multimodale faseverandering porfyrinedruppels zonder druk. Deze methode condenseert microbellen door koeling en roteren voor toepassingen in biophysica en materiaalwetenschap.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Dr. Brandon Helfield bedanken voor het helpen bouwen van de gaswisselaar en Dr. Nijntje Hok Yan Cheng voor technische discussies. De auteurs willen graag de volgende financieringsbronnen bedanken: Ontario Graduate Scholarship, Canadian Institutes of Health Research, Terry Fox Research Institute en Princess Margaret Cancer Foundation.

<ol><li>Gramiak, R., Shah, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Echocardiography+of+the+aortic+root%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">Echocardiography of the aortic root.</a> Investigative Radiology. 3 (5), 356-366 (1968).</li>
<li>Ferrara, K., Pollard, R., Borden, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound+microbubble+contrast+agents%3A+fundamentals+and+application+to+gene+and+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Ultrasound microbubble contrast agents: fundamentals and application to gene and drug delivery.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 9, 415-447 (2007).</li>
<li>Bing, K. F., Howles, G. P., Qi, Y., Palmeri, M. L., Nightingale, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood-brain+barrier+%28BBB%29+disruption+using+a+diagnostic+ultrasound+scanner+and+Definity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Blood-brain barrier (BBB) disruption using a diagnostic ultrasound scanner and Definity in mice.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 35 (8), 1298-1308 (2009).</li>
<li>Helfield, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+accumulation+of+submicron+phase-change+droplets+in+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Investigating the accumulation of submicron phase-change droplets in tumors.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 49 (10), 2891(2020).</li>
<li>Sheeran, P. S., Luois, S. H., Mullin, L. B., Matsunaga, T. O., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+ultrasonically-activatable+nanoparticles+using+low+boiling+point+perfluorocarbons%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Design of ultrasonically-activatable nanoparticles using low boiling point perfluorocarbons.</a> Biomaterials. 33 (11), 3262-3296 (2012).</li>
<li>Sheeran, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+of+generating+submicrometer+phase-shift+perfluorocarbon+droplets+for+applications+in+medical+ultrasonography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Ultrasonics%2C+Ferroelectrics%2C+and+Frequency+Control%22%5BJournal%5D)">Methods of generating submicrometer phase-shift perfluorocarbon droplets for applications in medical ultrasonography.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 64 (1), 252-263 (2016).</li>
<li>Yoo, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+encapsulation+on+in+vitro+and+in+vivo+performance+of+volatile+nanoscale+phase-shift+perfluorocarbon+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Impact of encapsulation on in vitro and in vivo performance of volatile nanoscale phase-shift perfluorocarbon droplets.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 44 (8), 1836-1852 (2018).</li>
<li>Sheeran, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-guided+ultrasound+characterization+of+volatile+sub-micron+phase-shift+droplets+in+the+20-40+MHz+frequency+range%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Image-guided ultrasound characterization of volatile sub-micron phase-shift droplets in the 20-40 MHz frequency range.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 42 (3), 795-807 (2016).</li>
<li>Sheeran, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((More+than+bubbles%3A+creating+phase-shift+droplets+from+commercially+available+ultrasound+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">More than bubbles: creating phase-shift droplets from commercially available ultrasound contrast agents.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 43 (2), 531-540 (2017).</li>
<li>Chen, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+drug+delivery+with+focused+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+opening+using+acoustically-activated+nanodroplets%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Targeted drug delivery with focused ultrasound-induced blood-brain barrier opening using acoustically-activated nanodroplets.</a> Journal of Controlled Release. 172 (3), 795-804 (2013).</li>
<li>Wu, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focused+ultrasound-facilitated+brain+drug+delivery+using+optimized+nanodroplets%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Focused ultrasound-facilitated brain drug delivery using optimized nanodroplets.</a> Physics in Medicine and Biology. 63 (3), 035002(2018).</li>
<li>Lee, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound-enhanced+siRNA+delivery+using+magnetic+nanoparticle-loaded+chitosan-deoxycholic+acid+nanodroplets%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">Ultrasound-enhanced siRNA delivery using magnetic nanoparticle-loaded chitosan-deoxycholic acid nanodroplets.</a> Advanced Healthcare Materials. 6 (8), 1601246(2017).</li>
<li>Cao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+release+from+phase-changeable+nanodroplets+triggered+by+low-intensity+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Drug release from phase-changeable nanodroplets triggered by low-intensity focused ultrasound.</a> Theranostics. 8 (5), 1327-1339 (2018).</li>
<li>Huynh, E., Jin, C. S., Wilson, B. C., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aggregate+enhanced+trimodal+porphyrin+shell+microbubbles+for+ultrasound%2C+photoacoustic%2C+and+fluorescence+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjugate+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Aggregate enhanced trimodal porphyrin shell microbubbles for ultrasound, photoacoustic, and fluorescence imaging.</a> Bioconjugate Chemistry. 25 (4), 796-801 (2014).</li>
<li>Zheng, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-density+lipoprotein+reconstituted+by+pyropheophorbide+cholesteryl+oleate+as+target-specific+photosensitizer%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjugate+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Low-density lipoprotein reconstituted by pyropheophorbide cholesteryl oleate as target-specific photosensitizer.</a> Bioconjugate Chemistry. 13 (3), 392-396 (2002).</li>
<li>Dhaliwal, A., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+accessibility+of+EPR-insensitive+tumor+phenotypes+using+EPR-adaptive+strategies%3A+Designing+a+new+perspective+in+nanomedicine+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Improving accessibility of EPR-insensitive tumor phenotypes using EPR-adaptive strategies: Designing a new perspective in nanomedicine delivery.</a> Theranostics. 9 (26), 8091-8108 (2019).</li>
<li>Goertz, D. E., de Jong, N., vander Steen, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Attenuation+and+size+distribution+measurements+of+Definity+and+manipulated+Definity+populations%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Attenuation and size distribution measurements of Definity and manipulated Definity populations.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 33 (9), 1376(2007).</li>
<li>Pellow, C., Acconcia, C., Zheng, G., Goertz, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Threshold-dependent+nonlinear+scattering+from+porphyrin+nanobubbles+for+vascular+and+extravascular+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Threshold-dependent nonlinear scattering from porphyrin nanobubbles for vascular and extravascular applications.</a> Physics in Medicine and Biology. 63 (21), 215001(2018).</li>
<li>Kwan, J. J., Borden, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+monolayer+collapse+and+microbubble+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Lipid monolayer collapse and microbubble stability.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 183, 82-99 (2012).</li>
<li>Overchuk, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subtherapeutic+Photodynamic+Treatment+Facilitates+Tumor+Nanomedicine+Delivery+and+Overcomes+Desmoplasia%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Subtherapeutic Photodynamic Treatment Facilitates Tumor Nanomedicine Delivery and Overcomes Desmoplasia.</a> Nano Letters. 21 (1), 344-352 (2021).</li>
<li>Feshitan, J., Chen, C. C., Kwan, J. J., Borden, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbubble+size+isolation+by+differential+centrifugation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Microbubble size isolation by differential centrifugation.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 329 (2), 316-324 (2009).</li>
<li>Paproski, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porphyrin+nanodroplets%3A+Sub-micrometer+ultrasound+and+photoacoustic+contrast+imaging+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Porphyrin nanodroplets: Sub-micrometer ultrasound and photoacoustic contrast imaging agents.</a> Small. 12 (3), 371-380 (2016).</li>
<li>Periyasamy, P. C., Leijten, J. C. H., Dijkstra, P. J., Karperien, M., Post, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomaterials+for+the+local+and+targeted+delivery+of+osteoarthritis+drugs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Nanomaterials for the local and targeted delivery of osteoarthritis drugs.</a> Journal of Nanomaterials. 2021, 1-13 (2012).</li>
<li>Matsumura, Y., Maeda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+concept+for+macromolecular+therapeutics+in+cancer+chemotherapy%3A+mechanism+of+tumoritropic+accumulation+of+proteins+and+the+antitumor+agent+smancs%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">A new concept for macromolecular therapeutics in cancer chemotherapy: mechanism of tumoritropic accumulation of proteins and the antitumor agent smancs.</a> Cancer Research. 46 (12), 6387-6392 (1986).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Echografie is een niet-invasieve, niet-ioniserende vorm van medische beeldvorming die akoestische golven gebruikt. Hoewel ultrasone scanners draagbaarder zijn en realtime beelden kunnen bieden, kunnen echografiebeelden last hebben van een laag contrast, waardoor het voor sonografen moeilijk is om op betrouwbare wijze vergelijkbare echogene pathologische kenmerken te onderscheiden. Om deze beperking tegen te gaan, kunnen microbubbels in de gastheer worden geïnjecteerd om het vasculaire contrast te verbeteren. Microbubbels zijn met micron gevulde contrastmiddelen ter grootte van een micron die zeer echogeen zijn voor akoestische golven en een verbeterd vatcontrast kunnen bieden1,2. De schelpen en gaskernen van microbubbels kunnen worden aangepast voor verschillende toepassingen, zoals beeldvorming, trombolyse, celmembraanpermeabilisatie of voorbijgaande vasculaire opening2.
Een nadeel van microbubbels is hun korte oplagehalfwaardetijd. Klinisch beschikbare perflutren lipidemicrosferen hebben bijvoorbeeld slechts een halfwaardetijd van 1,3 minuten3. Voor lange beeldvormingssessies zijn meerdere injecties van microbubbels nodig. Een ander nadeel van microbubbels is hun grote diameters. Hoewel perflutren lipide microsferen ongeveer 1 tot 3 μm in diameter zijn, klein genoeg om in vasculatuur te circuleren, zijn ze te groot om te extravaseren en zich passief op te hopen in weefsels van belang, zoals tumoren4. Een strategie om deze beperkingen te overwinnen is om de gaskernmicrobubbels te condenseren tot kleinere, vloeibare kerndruppels5,6. Hoewel druppels niet echogeen zijn in hun vloeibare toestand, kunnen ze worden verdampt tot microbubbels bij blootstelling aan echografie met voldoende hoge pieknegatieve druk, waardoor ze hun vermogen om contrast te bieden terugkrijgen. Hierdoor kan de druppel profiteren van de gunstigere farmacokinetiek van een kleine vloeistofkern, terwijl het vermogen om contrast te bieden behouden wanneer geïnsoneerd en zonder de chemische samenstelling te veranderen4,7.
Decafluorbutaan is een ideale perfluorkoolstofverbinding voor faseverschuiving tussen gasvormige en vloeibare toestanden5,6,7. Decafluorbutaan maakt condensatie van microbubbels in druppels met alleen temperatuurverlaging mogelijk, terwijl minder dichte perfluorkoolwaterstoffen extra druk vereisen5. Deze zachte methode minimaliseert de vernietiging van bellen tijdens condensatie7,8,9. Omdat hun kernen vloeibaar zijn, zijn druppels niet-echogeen en onzichtbaar voor echografie. Met de toepassing van voldoende akoestische of thermische energie kunnen de vloeibare kernen echter weer verdampen in een gasvormige toestand, waardoor echogene microbubbels worden gegenereerd8. Deze verdamping maakt het mogelijk om te bepalen wanneer en waar microbubbels moeten worden gegenereerd.
Hoewel druppels nuttig zijn voor passieve accumulatie, in situ verdamping of verbetering van de celdoorlaatbaarheid4, kunnen druppels (en hun fragmenten) niet ex vivoin beeld worden gebracht of gekwantificeerd. Daarom worden kwantificeerbare begeleidende diagnostische middelen, zoals fluorescerend4,10,11,magnetische deeltjes12,optisch absorberende middelen13,gebruikt als een analoog om druppelafgifte aan weefsels van belang te meten. Helfield et al. gebruikten bijvoorbeeld een co-injectie van fluorescerende nanoparels voor histologische beeldkwantificering van muisorganen, omdat druppels niet fluorescerend konden worden gedetecteerd4. Het nadeel van begeleidende diagnostische middelen is dat de traceerbare component onafhankelijk van de druppel kan werken, afhankelijk van het individuele farmacokinetische profiel.
Gelukkig kan de schaal van microbubbels en druppels worden aangepast. Huynh et al. demonstreerden bijvoorbeeld ultrasone contrastmiddelen met porfyrine-lipideschalen, waardoor multimodale microbubbelsontstonden 14. Porfyrines zijn een klasse van organische verbindingen met een aromatische macrocylische structuur14,15. Ze zijn optisch absorberend, fluorescerend en kunnen worden gechelateerd tot een breed scala aan metalen voor radiotherapie, beeldvorming op basis van radionucliden of op sporenmetaal gebaseerde kwantificering14. Een voorbeeld van porfyrine is pyropheophorbide (Pyro). Door Pyro op lipiden te conjugeren, pyro-lipiden in microbubbels of druppels op te nemen, kunnen ze in beeld worden gebracht en gevolgd via meerdere modaliteiten: akoestisch, fluorescerend en door absorptie14. Dit multimodale contrastmiddel kan worden gebruikt om accumulatie te volgen en te kwantificeren. Dit zou de behoefte aan begeleidende diagnostische middelen kunnen elimineren, aangezien de kwantificeerbare component nu op de schaal is geconjugeerd, waardoor een nauwkeurigere leveringskwantificering mogelijk is16.
Hierin wordt een protocol voor het maken van multimodale faseverandering porfyrinedruppels geschetst. Omdat ultrasone contrastmiddelen kunnen worden gebruikt als een platform voor medicijnafgifte aan weefsels van belang, zoals tumoren2,4,kan het uitbreiden van hun detecteerbaarheid buiten echografie nuttig zijn voor de kwantificering van de werkzaamheid van de afgifte. Het doel van deze druppels is om traceerbare ultrasone contrastmiddelen te bieden die in staat zijn tot passieve accumulatie in vivo, in situ verdamping en akoestiek, en met het potentieel om biodistributie of accumulatie van ex vivo organen te kwantificeren zonder de afhankelijkheid van secundaire sensoren. Karakteriseringsmethoden worden ook geschetst om het potentieel van porfyrinedruppels als biodistributiesensoren te demonstreren. De effecten van Pyro-lipide belasting in de schaal (0% tot 50% door molaire verhouding) worden ook besproken.

<table><tbody><tr><td>1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-5000] (ammonium salt)</td><td>Avanti Polar Lipids</td><td>880220</td><td>Ook bekend als "DSPE-PEG5K"</td></tr><tr><td>1-stearoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphocholine</td><td>Avanti Polar Lipids</td><td>855775</td><td>Ook bekend als "DSPC"</td></tr><tr><td>Aluminum Foil</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aluminum Seals, Tear-Off</td><td>VWR</td><td>16171-840</td><td>Standaard Aluminium, 13 mm buitendiameter</td></tr><tr><td>Bath Sonicator</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Capabel van&nbsp; soniceren en verwarmen tot 70 &deg;C,</td></tr><tr><td>Bio-Stor Screw Cap Vials</td><td>National Scientific</td><td>BS20NABP</td><td>Kunststof, 2 mL met rand, met O-ring</td></tr><tr><td>Borosilicate glass clear serum vials</td><td>VWR</td><td>16171-285</td><td>3 mL, 7 mm binnenmonddiameter, 13 mm buitenmonddiameter</td></tr><tr><td>Borosilicate Glass Sample Vial with Phenolic Screw Cap</td><td>VWR</td><td>66011-020</td><td>1,85 mL, korte vorm, 12 mm buitendiameter, 35 mm hoogte, 8-425 dopformaat</td></tr><tr><td>Borosilicate Glass Vial with Screw-On cap</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Groottes zijn afhankelijk van gewenste volumes</td></tr><tr><td>Chloroform&nbsp;</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Coulter Counter Elctrolyte Diluent</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Compatibel met Coulter Counter</td></tr><tr><td>Decafluorobutane (C4F10)</td><td>FluoroMed</td><td>355-25-9</td><td></td></tr><tr><td>Deionized Water</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dry Ice (Carbon Dioxide)</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dynamic Light Scattering (DLS) Particle Analyzer</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Capabel van temperatuurcontrole</td></tr><tr><td>E-Z Crimper, 13 mm</td><td>Wheaton</td><td>W225302</td><td>13 mm Standaard Aluminium Seals</td></tr><tr><td>E-Z Decapper, 13 mm</td><td>Wheaton</td><td>W225352</td><td>13 mm Standaard Aluminium Seals</td></tr><tr><td>Fluorescent Spectrophotometer</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Capabel van 400 tot 600 excitatie en 300 tot 800 nm emissiedetectie, detector loodrecht op laserbron</td></tr><tr><td>Fluorescent Spectrophotometer Compatible Cuvette</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Kan minimaal 2 mL bevatten, capabel van 300 tot 800 nm, alle vier de zijden zijn&nbsp; optische ramen&nbsp;</td></tr><tr><td>Gas Exchanger</td><td>In-house gemaakt</td><td></td><td>Zie Aanvullende Informatie - "Andere Protocollen en Gegevens" voor montage-instructies.</td></tr><tr><td>Glass syringes</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Groottes zijn afhankelijk van gewenste volumes</td></tr><tr><td>GLWR Custom Aperture Tube 10 um</td><td>Beckman Coulter</td><td>B42812</td><td>10 &micro;m opening, compatibel met Beckman Coulter MultiSizer 4e</td></tr><tr><td>Glycerol</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Insulated Styrofaom containers with lids</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lyophilization-Style Rubber Stoppers</td><td>VWR</td><td>71000-060</td><td>7 mm binnenmonddiameter, 13 mm buitenmonddiameter, 2-poot, Chlorobutyl</td></tr><tr><td>Membrane Diaphram Vacuum Pump</td><td>Sartorius Stedim</td><td>16694-1-60-06</td><td>Instelbare druk</td></tr><tr><td>Metal Tongs</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MS250 21 MHz Linear Array Ultrasound Transducer</td><td>VisualSonics</td><td></td><td>21 MHz, Capabel van B-modus en niet-lineaire beeldvorming.</td></tr><tr><td>MultiSizer 4e</td><td>Beckman Coulter</td><td></td><td>Capabel van meting van 0,2&micro;m tot 6 &micro;m</td></tr><tr><td>Nalgene Rapid-Flow Sterile Single Use Vacuum Filter Units</td><td>Thermo Scientific</td><td>567-0010</td><td>Polyethersulfone (PES) membraan, 0,1&mu;m poriegrootte, 1000 mL volume. Aangezien Isoton II niet steriel is, kan Filter units meerdere keren worden gebruikt</td></tr><tr><td>Needles, Conventional</td><td>BD</td><td>305176</td><td>20 gauge, 1,5 inch lengte</td></tr><tr><td>Nitrogen Gas</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Zorg ervoor dat er regelkleppen en buizen zijn om de stroom te leiden. Instelling is afhankelijk van merk en bron.</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Geroep "wasfilm" in het protocol.</td></tr><tr><td>Phosphate Buffered Saline (PBS)</td><td>Elk merk</td><td></td><td>1X, 7,4 pH</td></tr><tr><td>Pipette</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Groottes zijn afhankelijk van gewenste volumes</td></tr><tr><td>Pipette Tips</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Groottes zijn afhankelijk van gewenste volumes</td></tr><tr><td>Plastic Syringes</td><td>Elk merk</td><td></td><td>1 mL, 3 mL, en 30 mL. Met Luer Lock verbindingen</td></tr><tr><td>Polyethersulfone (PES) Membrane Filter</td><td>Elk merk</td><td></td><td>0,2 &micro;m poriegrootte</td></tr><tr><td>Propylene Glycol</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pyropheophorbide conjugated 1-stearoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphocholine</td><td>In-house gemaakt</td><td></td><td>Ook bekend als "Pyro-SPC". Zie "Aanvullende Informatie - Andere Protocollen en Gegevens" voor synthese.</td></tr><tr><td>Thermometer</td><td>Elk merk</td><td></td><td>(-20 tot 100 &deg;C)</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Ook bekend als "2-[4-(2,4,4-trimethylpentan-2-yl)fenoxy]ethanol"</td></tr><tr><td>Ultrapure Water</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Type 1 Zuiverheid</td></tr><tr><td>Ultraviolet&ndash;Visible (UV-Vis) Spectrophotometer</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Capabel van absorptie van 300 tot 800 nm, minimaal 0,5 nm resolutie</td></tr><tr><td>Ultraviolet&ndash;Visible (UV-Vis) Spectrophotometer Compatible Cuvette, 1 cm Path Length</td><td>Elk merk</td><td></td><td>Kan minimaal 2 mL bevatten, capabel van 300 tot 800 nm</td></tr><tr><td>Vacuum Desiccator</td><td>Elk merk</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vevo 2100 Ultrasound Imaging Platform</td><td>VisualSonics</td><td></td><td>Pre-klinisch echografie beeldvormingssysteem</td></tr><tr><td>Vialmix</td><td>Bristol-Myers-Squibb</td><td></td><td>Geroep "mechanische agitator" in het protocol. Agiteerd ge

synthese en karakterisering van multimodale faseverandering porfyrinedruppels

Synthesis and Characterization of Multi-Modal Phase-Change Porphyrin Droplets

Faseveranderingsdruppels zijn een klasse van ultrasone contrastmiddelen die kunnen worden omgezet in echogene microbubbels in situ met de toepassing van voldoende akoestische energie. Druppeltjes zijn kleiner en stabieler dan hun microbubbel tegenhangers. Traditionele ultrasone contrastmiddelen zijn echter niet traceerbaar buiten akoestische feedbackmetingen, wat het kwantificeren van contrastmiddel biodistributie of accumulatie ex vivo moeilijk maakt. Onderzoekers moeten mogelijk vertrouwen op fluorescerende of optisch absorberende begeleidende diagnostische deeltjes om biodistributie af te leiden. Het doel van dit protocol is om stappen te beschrijven voor het maken van multimodale porfyrinedruppels met faseverandering met behulp van een condensatiemethode. Porfyrinen zijn fluorescerende moleculen met verschillende absorptiebanden die kunnen worden geconjugeerd op lipiden en in druppels kunnen worden opgenomen om de veelzijdigheid van druppels uit te breiden, waardoor een robuustere biodistributie mogelijk wordt met behoud van akoestische eigenschappen. Zeven formuleringen met verschillende porfyrine-lipide- en baselipideninhouden werden gemaakt om microbubbel- en druppelgrootteverdelingen te onderzoeken. Karakteriseringen die geschikt zijn voor porfyrine-bevattende structuren worden ook beschreven in het protocol om hun analytische veelzijdigheid in-oplossing aan te tonen. Sizing toonde aan dat de post-gecondenseerde gemiddelde diameters 1,72 tot 2,38 keer kleiner waren dan voorloperpopulaties. Absorptiekarakterisering toonde aan dat intacte assemblages een Q-bandpiek van 700 nm hadden, terwijl verstoorde monsters een absorptiepiek hadden bij 671 nm. Fluorescentiekarakterisering toonde intacte 30% porfyrine-lipideassemblages waren fluorescerend geblust (>97%), waarbij fluorescentieherstel werd bereikt bij verstoring. Akoestische verdamping toonde aan dat porfyrinedruppels niet-echogeen waren bij lagere drukken en konden worden omgezet in echogene microbubbels met voldoende druk. Deze karakteriseringen tonen het potentieel voor porfyrinedruppels om de noodzaak van absorptie- of fluorescentiegebaseerde begeleidende diagnostische strategieën te elimineren om de biodistributie van echografiecontrastmiddelen te kwantificeren voor levering of therapeutische toepassingen in vivo of ex vivo.

Voorgecondenseerde, door de grootte geselecteerde microbubbelmonsters(n = 3) en post-gecondenseerde druppelmonsters(n = 3) werden gedimensioneerd op een Coulter Counter (CC) met een diafragma van 10 μm. Een beperking van het diafragma van 10 μm is dat het geen deeltjes kleiner dan 200 nm kan meten, wat de gemiddelde grootte en concentratie kan vertekenen. Figuur 4 toont de maatgegevens voor elk van de pyro-lipidegehalteformuleringen. Tabel 1 toont statistieken op basis van de maatgegevens. Met behulp van een verhouding van voor- en nagecondenseerde gemiddelde diameters toonden de resultaten aan dat de 0% Pyro-lipideformulering de kleinste gemiddelde diameterverschuiving had bij 1,72 ± 0,02. De 50% Pyro-lipide formulering had de grootste gemiddelde diameter bij 2,38 ± 0,08. Het 1% Pyro-lipidedruppelmonster had de hoogste waargenomen concentratie bij (2,71 ± 0,13) × 1010 /ml, terwijl het 40% Pyro-lipidedruppelmonster de laagste waargenomen concentratie had bij (7,36 ± 0,81) × 109 /ml. Dimensioneringsgegevens toonden aan dat het 10% Pyro-lipidedruppelmonster de kleinste piekdimeter had bij 261 ± 13 nm, terwijl het 50% Pyro-lipidedruppelmonster het grootste had met 390 ± 55 nm. Over het algemeen, naarmate het pyro-lipidengehalte toenam, nam de concentratie af en nam de gemiddelde diameter toe. Omdat de post-gecondenseerde monsters zijn gebaseerd op het voorloper microbubbelmonster, deed de trend zich voor voor beide soorten ultrasone contrastmiddelen. Naarmate het Pyro-lipidegehalte toenam, begon zich een microbubbelsubpopulatie (met een piekgrootte van ongeveer 2000 μm) te vormen. Deze secundaire piek was niet aanwezig in het 0% Pyro-lipide microbubbelmonster en het meest duidelijk in de 40% en 50% Pyro-lipide populaties.
Figuur 5 toont representatieve absorptiemetingen van het 30% Pyro-lipidedruppelmonster. De piek van het intacte monster in PBS was 700 nm, terwijl het verstoorde monster in Triton de piek naar 671 nm verschoof. Dit toonde aan dat de intacte assembles verschillende optische eigenschappen hebben in vergelijking met de individuele, niet-gemonteerde lipidecomponenten.
Figuur 6A toont representatieve fluorescentiemetingen van het voorgecondenseerde microbubbelmonster, terwijl figuur 6B post-gecondenseerd druppelmonster met 30% pyrolipide toont. Het intacte monster in PBS had een fluorescentiepiek bij 704 nm, terwijl de verstoorde vorm een piek had bij 674 nm. Het aftrekken van het verstoorde gebied onder de curve met het intacte gebied onder de curve en het delen van het verschil door het verstoorde gebied onder de curve geeft de blusefficiëntie, die uitkomt op respectievelijk 98,61% en 98,07% voor het 30% Pyro-lipide microbubbelmonster en druppelmonster.
Om te demonstreren dat druppels worden omgezet in microbubbels, werden verdunde druppels in beeld en verdampt in een 37 °C stromingsfantoom met een echografiesysteem. Figuur 7 toont representatieve echografiebeelden van het 30% Pyro-lipidedruppelmonster afgebeeld bij verschillende drukken. Bij lage drukken (figuur 7A )was er zeer weinig signaal, alleen achtergrondsignaal van luchtbellen die vastzaten aan de agarsynthese. Dit komt omdat druppeltjes niet-echogeen zijn en geen echografie verspreiden. Bij een iets hoog vermogen werden enkele microbubbels gegenereerd (figuur 7B) zoals blijkt uit het verschijnen van heldere spikkels. Naarmate de druk toenam, werden meer microbubbels gegenereerd(figuur 7C en 7D). Dit toonde ook aan dat de druppeltjes niet spontaan zullen verdampen bij 37 °C.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62665/62665fig1v2.jpg"> Figuur 1: Afbeeldingen van de stappen om de 30% Pyro-lipide oplossing te vormen. A) Lipidepoeder plus Pyro-SPC in chloroform. B) Oplossing voor oplossen toegevoegd. C)Lipidefilm gedroogd en gecoat op de binnenwand van de injectieflacon. D)Lipide injectieflacon gewikkeld in aluminiumfolie (buitenfolie afgeplakt voor hergebruik). E)Gehydrateerde lipide-oplossing. F) Lipide-oplossing in serum injectieflacon. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/62665fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62665/62665fig2v2.jpg"> Figuur 2: De 10-manifold gaswisselaar. De kleppen waarnaar in het protocol wordt verwezen, zijn gelabeld. Zie Aanvullend bestand "Andere protocollen en gegevens" voor instructies over het monteren van de gaswisselaar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/62665fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62665/62665fig03.jpg"> Figuur 3: A) De lipide-oplossingen van de 7 formuleringen (0% tot 50% Pyro-SPC) in monsterflacons. Figuren B tot en met D tonen beelden van de stappen die zijn genomen om 30% Pyro-lipidedruppeltjes te maken. B)30% pyro-lipide-oplossing in een injectieflacon met monster. C) Post-agitatie. D) 15 min grootte-geselecteerd. E) Onderste partitie overgebracht naar decafluorbutaan injectieflacon. D) Postcondensatie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/62665fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62665/62665fig04.jpg"> Figuur 4: Coulter Counter (CC) dimensioneringsgegevens van de grootte-geselecteerde microbubbel- en druppelmonsters met verschillende Pyro-lipide shell inhoud (n = 3). De ononderbroken groene lijnen vertegenwoordigen microbubbels en de gestippelde cyaanlijnen vertegenwoordigen druppels. A) 0% Pyro-SPC. B) 1% Pyro-SPC. C) 10% Pyro-SPC. D) 20% Pyro-SPC. E) 30% Pyro-SPC. F) 40% Pyro-SPC. G) 50% Pyro-SPC. H)De totale waargenomen concentraties van microbubbel- en druppelmonsters uit de CC op basis van het Pyro-SPC-gehalte in de schaal. Alle foutbalken geven de standaarddeviatie aan. Alle metingen werden uitgevoerd met een diafragma van 10 μm met een groottebereik van 200 nm tot 6000 nm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/62665fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62665/62665fig05.jpg"> Figuur 5: Representatieve ultraviolet-zichtbare (UV-Vis) spectroscopie absorptiemetingen van 300 tot 800 nm van het post-gecondenseerde 30% Pyro-lipide druppelmonster verdund in PBS en in 1% Triton. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/62665fig05large.jpg" target="_blank">bekijken.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62665/62665fig06.jpg"> Figuur 6: Representatieve fluorescentie-emissie van 600 tot 750 nm geëxeteerd bij 410 nm. A) Grootte-geselecteerde, voorgecondenseerde 30% Pyro-lipide microbubbelmonster in PBS en in 1% Triton. B) Post-gecondenseerd 30% Pyro-lipidedruppelmonster in PBS en in 1% Triton. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/62665fig06large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62665/62665fig07.jpg"> Figuur 7: Representatieve echografiebeelden van een 37 °C agar flow fantoom genomen met een preklinische 21 MHz lineaire array transducer in B-modus (zie Materialen tabel). De linkerkolom(figuren A, C, EenG) toont PBS-besturingselementen. De rechterkolom(figuren B, D, Fen H)toont 20 μL nagecondenseerd 30% pyro-lipidedruppelmonster verdund tot 50 ml van 37 °C PBS. Elke rij vertegenwoordigt vrije veld piek negatieve drukken, die werden geschat op basis van het werk gedaan door Sheeran et al.8 De gele driehoeken geven de focusdiepte aan. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/62665fig07large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Methode</td>
			<td>Agent</td>
			<td>Pyro Shell %</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>10</td>
			<td>20</td>
			<td>30</td>
			<td>40</td>
			<td>50</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Bellen</td>
			<td>Conc. [/ml]</td>
			<td>(2.76 ± 0.28) × 10^10</td>
			<td>(3.04 ± 0.15) × 10^10</td>
			<td>(2.02 ± 0.11) × 10^10</td>
			<td>(1.91 ± 0.22) × 10^10</td>
			<td>(1.47 ± 0.05) × 10^10</td>
			<td>(8.47 ± 0.95) × 10^9</td>
			<td>(9.89 ± 0.15) × 10^9</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Bellen</td>
			<td>Piek [nm]</td>
			<td>329 ± 6</td>
			<td>297 ± 15</td>
			<td>305 ± 21</td>
			<td>273 ± 14</td>
			<td>310 ± 40</td>
			<td>266 ± 33</td>
			<td>393 ± 89</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Bellen</td>
			<td>Gemiddelde [nm]</td>
			<td>609 ± 2</td>
			<td>603 ± 15</td>
			<td>635 ± 6</td>
			<td>690 ± 8</td>
			<td>812 ± 1</td>
			<td>935 ± 22</td>
			<td>950 ± 55</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Bellen</td>
			<td>Mediaan [nm]</td>
			<td>450 ± 6</td>
			<td>421 ± 6</td>
			<td>414 ± 6</td>
			<td>432 ± 5</td>
			<td>490 ± 2</td>
			<td>596 ± 37</td>
			<td>695 ± 41</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Druppeltjes</td>
			<td>Conc. [/ml]</td>
			<td>(2.18 ± 0.07) × 10^10</td>
			<td>(2.71 ± 0.13) × 10^10</td>
			<td>(1.75 ± 0.18) × 10^10</td>
			<td>(1.72 ± 0.13) × 10^10</td>
			<td>(1.09 ± 0.01) × 10^10</td>
			<td>(7.36 ± 0.81) × 10^9</td>
			<td>(7.38 ± 0.28) × 10^9</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Druppeltjes</td>
			<td>Piek [nm]</td>
			<td>292 ± 0</td>
			<td>297 ± 17</td>
			<td>261 ± 13</td>
			<td>280 ± 9</td>
			<td>268 ± 17</td>
			<td>287 ± 38</td>
			<td>390 ± 55</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Druppeltjes</td>
			<td>Gemiddelde [nm]</td>
			<td>353 ± 5</td>
			<td>350 ± 5</td>
			<td>347 ± 1</td>
			<td>347 ± 4</td>
			<td>397 ± 1</td>
			<td>399 ± 6</td>
			<td>400 ± 7</td>
		</tr>
<tr>
<td>CC</td>
			<td>Druppeltjes</td>
			<td>Mediaan [nm]</td>
			<td>318 ± 4</td>
			<td>318 ± 4</td>
			<td>310 ± 1</td>
			<td>315 ± 2</td>
			<td>340 ± 0</td>
			<td>367 ± 5</td>
			<td>370 ± 9</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabel 1: Maatgegevensstatistieken van de microbubbel- en druppelmonsters met verschillende Pyro-SPC-inhoud van Coulter Counter (CC) (n = 3). Alle fouten duiden op standaarddeviatie.
Aanvullende informatie - Lipid Formula Sheet: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/Supplementary%20Information%20-%20Lipid%20Formula%20Sheet.xlsx" target="_blank">Klik hier om dit bestand te downloaden.</a>
Aanvullende informatie - Andere protocollen en gegevens: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62665/Supplementary%20Information%20-%20Other%20Protocols%20and%20Data.docx" target="_blank">Klik hier om dit bestand te downloaden.</a>

In dit protocol worden methoden voor het synthetiseren en karakteriseren van multimodale faseverandering porfyrinedruppels beschreven.

Synthese en karakterisering van multimodale faseverandering porfyrinedruppels

Phase-change droplets are a class of ultrasound contrast agents that can convert into echogenic microbubbles in situ with the application of sufficient ...

Dit protocol is belangrijk omdat het de volledige procedure biedt voor het maken van druppels van de lipidefilm naar lipide-oplossing naar microbubbels en vervolgens naar druppels. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de eenvoud voor het condenseren van microbubbels in druppels. Alleen al door te koelen en te wervelen, kunnen druppels worden gemaakt zonder dat er druk nodig is.Een visuele demonstratie is van cruciaal belang omdat een eenvoudige test om te zien of de microbubbels met succes zijn gecondenseerd, is door de verandering in doorschijnendheid visueel te controleren. Kimoon Yoo, een masterstudent in het Gang Zheng-laboratorium, demonstreert de procedure. Verwijder met behulp van een decapper de aluminiumafdichting op de serumflacon en breng één milliliter van de lipide-oplossing over naar een 1,85 milliliter borosilicaatglasmonsterflacon met een fenolschroefdop door de lipideoplossing door de binnenwand te laten stromen zonder bubbels te creëren.Bereid u met de injectieflacon met het monster van 1,85 milliliter voor om met behulp van de gaswisselaar in de hoofdruimte van de monsterflacon in de hoofdruimte van de monsterflacon te stromen. Zorg ervoor dat alle kleppen op de gaswisselaar goed gesloten zijn en dat de pomp is uitgeschakeld. Open de klep van het spruitstuk en maak voorzichtig de bijbehorende naald los van het spruitstuk.Open drukventiel A en drukventiel B en draai de gasflesklep ongeveer 1/16 tot 1/8 tegen de klok in om deze gedeeltelijk te openen. Open de T-handgreepklep en ontdek de injectieflacon met het monster met de lipide-oplossing. Plaats de spruitstuknaald boven de vloeibare luchtinterface van de injectieflacon, draai de luchtregelaarklep langzaam met de klok mee totdat de naald van de luchtregelaar iets uit de rustpositie beweegt en laat het perfluorkoolstofgas gedurende 30 seconden voorzichtig in de kopruimte van de injectieflacon stromen, waarbij u ervoor zorgt dat er geen bellen ontstaan.Stel indien nodig de luchtregelaarklep in. Na 30 seconden, zorgvuldig en snel bewaarde de monsterflacon zonder de injectieflacon te veel te bewegen. Zowel de gasflesklep, de T-handgreepklep, luchtregelaarklep, drukklep A, drukklep B en spruitstukklep.Schede de naald voorzichtig om, label vervolgens de monsterflacon en sluit de hals af met wasfolie die met de klok mee gaat. Bewaar de injectieflacon met monster in het donker en bij vier graden Celsius gedurende ten minste 10 minuten of maximaal 24 uur. Plaats ongeveer 100 gram droogijs in een geïsoleerde container op plaats van gewoon ijs in een andere geïsoleerde container.Haal een eerder bereide decafluorbutaan serumflacon op 1,5 inch 20 gauge naalden, een plastic spuit van één milliliter, een container van 200 milliliter, een metalen tang en een thermometer. Plaats de injectieflacon met het monster met de lipide-oplossing in het mechanische roerwerk en roer gedurende 45 seconden. Er moet een verandering in kleur en doorschijnendheid zijn.Na het mechanisch roeren zet u de monsterflacon rechtsboven, afgeschermd van licht en begint u met aftellen van 15 minuten om de injectieflacon af te koelen en de grootte van de microbubbels te selecteren. Wanneer het aftellen 10 minuten heeft bereikt, vult u een container met ongeveer 200 milliliter isopropanol en koelt u deze af tot min 20 graden Celsius met droogijs met behulp van een metalen tang. Nadat de microbubbels gedurende 15 minuten zijn geselecteerd, zoekt u naar de geselecteerde partitie in de monsterflacon.Houd de injectieflacon met de monsterflacon rechts omhoog, maak de monsterflacon voorzichtig los en zuig ongeveer 0,7 milliliter van de onderste scheidingswand op met een 1,5 inch naald van 20 gauge bevestigd aan een plastic spuit van één milliliter. Zorg ervoor dat geen van de bovenste scheidingswanden is teruggetrokken en veeg niet met de spuit om de luchtzakken te verwijderen. Richt op de middelste cirkel op de rubberen stop, steek een andere naald van 20 gauge in een decafluorbutaan serumflacon terwijl u de naald in de buurt van de bovenkant van de serumflacon houdt om te ventileren en breng vervolgens de naald in met de grootte geselecteerde microbubbels.Breng langzaam de grootte van de geselecteerde microbubbels over. Laat de vloeistof voorzichtig langs de binnenwand van de decafluorbutaan serumflacon glijden. Zodra alle geselecteerde microbubbeloplossing is overgebracht, verwijdert u de naald met de spuit, maar houdt u de ontluchtingsnaald erin om de negatieve druk te verlichten.Voeg kleine hoeveelheden droogijs of isopropanol bij kamertemperatuur toe aan het isopropanolbad om ervoor te zorgen dat de badtemperatuur tussen min 15 en min 17 graden Celsius ligt. Met de 20 gauge ontluchtingsnaald ingebracht in de buurt van de bovenkant van de serumflacon, plaatst u de serumflacon en het isopropanolbad, waarbij het microbubbelniveau onder het niveau van de isopropanol blijft, maar de hals van de injectieflacon erboven en met tussenpozen de serumflacon gedurende twee minuten zwenkt om de microbubbels te condenseren. Draai de serumflacon niet continu in de isopropanol en laat de oplossing niet bevriezen.Draai ongeveer vijf seconden rond en til de serumflacon uit de isopropanol. Controleer op ijskernvorming en hervat het wervelen in isopropanol. Als er ijsvorming is, draai de serumflacon dan in de lucht totdat deze verdwijnt.Verwijder na de condensatie van twee minuten de serumflacon uit het isopropanolbad en verwijder de ontluchtingsnaald. De microbubbels moeten zijn gecondenseerd tot druppeltjes zoals aangegeven door de verandering in doorschijnendheid. Veeg de serumflacon af, label deze en plaats deze op gewoon ijs in een donker geïsoleerde container totdat deze klaar is voor gebruik.Ongeopende druppels met een intacte aluminium afdichting moeten maximaal zes uur stabiel zijn zolang het gesmolten ijs indien nodig wordt vervangen. Wanneer u klaar bent voor gebruik, verwijdert u de aluminium afdichting met de decapper. Na gebruik van dit protocol werden voorgecondenseerde, grootte geselecteerde microbubbels en post-gecondenseerde druppels gedimensioneerd op een Coulter-teller met een diafragma van 10 micron.De maatgegevens voor de 30% pyro-lipideformulering worden getoond. De statistieken op basis van de maatgegevens worden hier weergegeven. Met behulp van een verhouding van voor- en nagecondenseerde gemiddelde diameters toonden de resultaten aan dat naarmate het pyro-lipidegehalte toenam, de concentratie afnam en de gemiddelde diameter toenam.De representatieve absorptiemetingen van het 30% pyro-lipidedruppelmonster worden getoond. Dit toonde aan dat de intacte assemblages verschillende optische eigenschappen hebben, zoals weerspiegeld door verschillende pieken in vergelijking met de individuele niet-gemonteerde lipidecomponenten. Representatieve florescentiemetingen van het voorgecondenseerde microbubbel, post-gecondenseerde druppelmonster met 30% pyro-lipide worden hier getoond, waarbij verschillende fluorescentiepieken worden aangetoond voor intacte monsters in de verstoorde vorm.Representatieve echografiebeelden van het 30% pyro-lipidedruppelmonster dat bij verschillende drukken is afgebeeld, worden getoond. Bij lage drukken werd alleen achtergrondsignaal van luchtbellen waargenomen die vastzaten van de agarsynthese. Bij een iets hoger vermogen werden een paar microbubbels gegenereerd, wat wordt aangetoond door het verschijnen van heldere spikkels.Er werden meer microbubbels gegenereerd naarmate de druk toenam. Het is belangrijk om te onthouden dat de condensatietemperatuur hier is geoptimaliseerd voor deze specifieke druppelschaalformulering. Verschillende shell formuleringen kunnen een andere temperatuur vereisen.

synthesis-characterization-multi-modal-phase-change-porphyrin

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Hier presenteren we een protocol om multi-component fasediagrammen te onderzoeken met behulp van extern bestuurde magnetische kralen als vloeistofdragers in een lab-in-buis aanpak. Deze aanpak kan helpen bij toepassingen die meer informatie willen verzamelen over faseovergangen in complexe vloeistofsystemen.

Fase Diagram Analyse Met behulp van Magnetic Beads als vloeibare dragers

Organische kleurstofmoleculen en oleic zuur gecoate upconverting nanodeeltjes zijn niet wateroplosbaar. Dit protocol beschrijft een ‘plug and play’ methode die de overdracht van organische kleurstofmoleculen en upconverting deeltjes van hun oorspronkelijke hydrofobe oplosmiddel naar water mogelijk maakt.

Een &#39;Plug and Play&#39; methode om water verspreidende Nanoassemblies bevattende een Amfifiele Polymer, organische kleurstoffen en Upconverting Nanodeeltjes maken

Er wordt een protocol gepresenteerd voor de synthese en bereiding van nanodeeltjes bestaande uit elektroactieve polymeren.

Elektroactieve Polymer Nanodeeltjes Exposeren Fotothermisch Properties

Een protocol voor de synthese en karakterisering van diffuse beweging van cyclische polymeren op de single molecule-niveau wordt gepresenteerd.

Synthese van cyclische polymeren en karakterisering van hun Diffusive Motion in de Smelt staat bij de Single Molecule niveau

Protocollen voor de synthese van microsferen uit polymeren, de manipulatie van microsferen en microfotoluminescentiemetingen worden voorgesteld.

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

Hier presenteren we de protocollen van differentiaal-detectie analyses van time-resolved infrarood Vibrationele spectroscopie en elektron diffractie waarmee opmerkingen van de vervormingen van de lokale structuren rond photoexcited moleculen in een in kolomvorm vloeibare kristallen, het geven van een atomaire perspectief op de relatie tussen de structuur en de dynamiek van dit photoactive materiaal.

Nieuwe technieken voor het observeren van structurele dynamica van Photoresponsive vloeibare kristallen

Hier wordt een protocol weergegeven dat een verbeterde qm/mm-methode gebruikt om het isotopen-effect op het dubbele Proton-overdrachtsproces in porfycene te onderzoeken.

Isotopic effect in dubbele Proton overdracht proces van Porfycene onderzocht door verbeterde QM/MM-methode

De Claisen-Schmidt condensatiereactie is een belangrijke methodiek voor het genereren van methine-overbrugde geconjugeerde bicyclische aromatische verbindingen. Door gebruik te maken van een basisgemedieerde variant van de aldolreactie, kan een reeks fluorescerende en/of biologisch relevante moleculen toegankelijk zijn via een over het algemeen goedkope en operationeel eenvoudige synthetische aanpak.

Synthese van pH-afhankelijke pyrazol, imidazol en isoindodondiyrrinonefluoroforen met behulp van een Claisen-Schmidt condensatiebenadering

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.

Productie van membraangefilterde faseverschuivingsdecafluorbutaan nanodruppels uit voorgevormde microbubbels

Optisch geactiveerde perfluorkoolstof nanodruppeltjes zijn veelbelovend in beeldvormingstoepassingen buiten het vasculaire systeem. Dit artikel zal demonstreren hoe deze deeltjes te synthetiseren, polyacrylamidefantooms te crosslinken en de druppels akoestisch te moduleren om hun signaal te verbeteren.

Formulering en akoestische modulatie van optisch verdampte perfluorkoolstof nanodruppels

Leer de synthese en karakterisering van multimodale faseverandering porfyrinedruppels zonder druk. Deze methode condenseert microbellen door koeling en roteren voor toepassingen in biophysica en materiaalwetenschap.

Synthese en karakterisering van multimodale faseverandering porfyrinedruppels

Meer video's verkennen