Bioativa de Prussian Blue Nanopartículas para Multimodal Imagem Molecular Applications

Summary

Este protocolo descreve a síntese de nanopartículas biofuncionalizadas de azul da Prússia e seu uso como agentes de imagem molecular multimodais. As nanopartículas têm um design de núcleo-casca onde os íons de gadolínio ou manganês dentro do núcleo da nanopartícula geram contraste de ressonância magnética. O invólucro biofuncional contém fluoróforos para imagens de fluorescência e ligantes de direcionamento para direcionamento molecular.

Abstract

Multimodal, imagiologia molecular permite a visualização de processos biológicos em resoluções celulares, subcelulares, e em nível molecular, utilizando várias técnicas de imagem, complementares. Esses agentes de imagiologia facilitar a avaliação em tempo real das vias e mecanismos in vivo, o que aumenta tanto a eficácia de diagnóstico e terapêutico. Este artigo apresenta o protocolo para a síntese de nanopartículas azuis cobalto bioativa (PB NPS) - uma nova classe de agentes para a utilização em aplicações de imagem molecular multimodais. As modalidades de imagem incorporados no nanopartículas, imagens de fluorescência e imagem por ressonância magnética (MRI), têm características complementares. As NPs PB possui um desenho de núcleo-invólucro que o gadolínio e iões de manganês incorporados dentro dos espaços intersticiais do retículo PB gerar contraste para IRM, tanto em T ₁ e T ₂ sequências ponderadas. Os PB NPs são revestidas com avidina fluorescente usando eletrostática auto-comotagem, o que permite imagens de fluorescência. As nanopartículas revestidas com avidina são modificados com ligandos biotinilados que conferem capacidades de segmentação moleculares para as nanopartículas. A estabilidade e a toxicidade das nanopartículas são medidos, bem como os seus relaxividades MRI. Os recursos de imagens multimodais, moleculares destas PB NPs bioativa são então demonstrada, utilizando-os para imagens de fluorescência e ressonância magnética molecular in vitro.

Introduction

A imagem molecular é a visualização não invasiva e direcionada de processos biológicos no celular, subcelular e níveis moleculares ^1. A imagem molecular permite um espécime a permanecer no seu microambiente nativa, enquanto as suas vias e mecanismos endógenos são avaliados em tempo real. Tipicamente, imagiologia molecular envolve a administração de um agente de imagiologia exógeno sob a forma de uma molécula pequena, macromolécula, ou nanopartículas para visualizar, alvo, e rastrear processos fisiológicos relevantes serem estudados ^2. As diversas modalidades de imagem que foram exploradas em imagem molecular incluem MRI, CT, PET, SPECT, ultra-so....

Protocol

1. Síntese de PB NPs, GdPB e MnPB

Síntese das nanopartículas (PB NPS GdPB, ou MnPB) é conseguido através de um esquema de síntese de um pote, executando as etapas descritas a seguir:

1. Preparar solução 'A' contendo 5 ml de 5 mM de hexacianoferrato de potássio (II) em água desionizada (DI) de água. Dependendo do tipo de nanopartículas ser sintetizado - PB NPs, GdPB, ou MnPB, preparar a solução 'B' como se segue:
   1. Para PB PN: preparar 10 ml de uma solução contendo 2,5 mM de ferro (III), cloreto de água DI.
   2. Para GdPB PN: preparar 10 ml de uma solução contendo 2,5 mM de cada um de gadolínio (III) ....

Results

Usando o esquema de síntese de um pote, nanopartículas de PB PN (diâmetro médio de 78,8 nm, índice de polidispersão (PDI) = 0,230; calculado pelo instrumento de espalhamento de luz dinâmico), GdPB (diâmetro médio de 164,2 nm, PDI = 0,102), ou MnPB ( diâmetro médio de 122,4 nm, PDI = 0,124) que são monodispersas (como medido por DLS) pode ser sintetizado de forma consistente (Figura 2A). Os potenciais zeta medidos das partículas sintetizadas são menos do que -30 mV (Figura 2B), indicando.......

Discussion

Este artigo apresentou os métodos para a síntese de uma nova classe de agentes de imagem multimodais, moleculares baseados em nanopartículas bioativa de azul da Prússia. As modalidades de imagem molecular incorporados nas nanopartículas são imagens de fluorescência e ressonância magnética molecular, devido às suas características complementares. As nanopartículas azuis cobalto bioativa de ter um design core-shell. As principais etapas da síntese destas nanopartículas são: 1) one-pot síntese, que dá os núcleos que são co.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Hexacianoferrato de potássio (II) tri-hidratado (K4Fe(CN)6· 3H2O)	Sigma-Aldrich	P9387
Cloreto de manganês (II) tetrahidratado (MnCl2· 4H2O)	Sigma-Aldrich	221279
nitrato de gadolínio (III) hexa-hidratado (Gd(NO3)3· 6H2O)	Sigma-Aldrich	211591
Cloreto de ferro (III) hexahidratado (FeCl3· 6H2O)	Sigma-Aldrich	236489
Cloreto de sódio (NaCl)	Sigma-Aldrich	S9888
Anti-NG2 Sulfato de Condroitina Proteoglicano, Anticorpo Conjugado de Biotina	Millipore	AB5320
Biotinilado Anti-Eotaxina-3	Peprotech	500-P156GBT
Linha Celular	ATCC	CCL-131
Linha celular BSG D10	Estoque de laboratório	---
OE21 Linha celular	Sigma-Aldrich	96062201
SUDIPG1 Neuroesferas	Estoque de laboratório	---
Linha celular Eol-1	Sigma-Aldrich	94042252
bromidrato de poli(L-lisina)	Sigma-Aldrich	P1399
Formaldeído	Sigma-Aldrich	F8775
Albumina de soro bovino	Sigma-Aldrich	A2153
Aminoactinomicina D	Sigma-Aldrich	A9400
Triton X-100	Sigma-Aldrich	X100
CellTrace Calcein Red-Orange, AM	Life Technologies	C34851
Avidin-Alexa Fluor 488	Life Technologies	A21370
Centrífuga	Eppendorf	5424
Bomba Peristáltica	Instech	P270
Zetasizer Nano ZS	Malvern	ZEN3600
Sonicator	QSonica	Q125
Placa Quente/Agitador Magnético	VWR	97042-642
Folha de Alumínio Ultra Limpa	VWR	89107-732
Vortex Misturador	VWR	58816-121
Tubos de microcentrífuga cónicos de 1,7 ml	VWR	87003-295
Tubos de centrífuga cónicos de 15 ml	VWR	21008-918
Suportes de tubos	VWR	82024-342
Cubetas de plástico descartáveis	VWR	7000-590 (/586)
Célula capilar Zetasizer	VWR	DTS1070
Filtros centrífugos, coluna giratória de 0,2 micrómetros	VWR	82031-356
Tabuleiro de cultura de células de 96 poços	VWR	29442-056
Tripsina EDTA 0,25% solução 1x	JR Scientific	82702
Cell Culture Grade PBS (1x)	Life Technologies	10010023
XTT Kit de Ensaio de Proliferação Celular	Trevigen	4891-025-K
T75 Flask	89092-700	VWR
Dulbecco's Modified Eagle's Medium	Biowhitaker	12-604Q
Fetal Bovine Serum	Technologies	10437-010
Pen-Strep 1x	Life Technologies	15070063
Microscópio Confocal de Varredura a Laser Fluoview FV1200	Olympus	FV1200
Lâminas de Microscópio	Thermo Scientific	154534
Micro Cover Glasses, Quadrado, No. 1.5	VWR	48366-227
Lâminas de Microscópio	VWR	16004-368
RPMI	Sigma-Aldrich	R8758
Agarose	Sigma-Aldrich	A9539
FACSCalibur Citômetro de Fluxo	BD Biosciences
3 T Ímã de Ressonância Magnética Clínica	GE Healthcare
Balão