Name: Propriedades eletroativo Polymer Nanopartículas Exhibiting fototérmicos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-08T14:00:01.000+00:00
Duration: 10 min 16 s
Description: Aprenda a sintetizar nanopartículas poliméricas condutoras com propriedades fototérmicas para terapia anticâncer. Este método demonstra técnicas de síntese sem ar e avaliação de citotoxicidade em células tumorais.

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Este trabalho foi financiado em parte pelo Fundo Texas Tecnologia Emergente (Startup a TB), o Programa de Aperfeiçoamento Texas State University Research, o Texas State University Doutorado Research Fellowship (a TC), a Parceria NSF para Pesquisa e Educação em Materiais (PREM, DMR-1205670), a Fundação Welch (AI-0045), e os Institutos Nacionais de Saúde (R01CA032132).

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Os autores não têm nada a divulgar.

Neste trabalho, o NPS polímeros electroactivos foram sintetizados como agentes potenciais PTT para o tratamento do cancro. A preparação das nanopartículas está descrito, começando com a síntese dos monómeros seguida por polimerização em emulsão. Embora a preparação de PN utilizando polímeros electroactivos tais como pirrole e eDOT foi descrito antes, este documento descreve a preparação de nanopartículas poliméricas começando com monómeros de conjugação prolongados exclusivos, demonstrando que este processo pode ser est...

Polímeros electroactivos alterar as suas propriedades (cor, condutividade, reactividade, de volume, etc.) na presença de um campo eléctrico. Os tempos de comutação rápidos, tunability, durabilidade e características de polímeros eletroativos leves têm levado a muitas aplicações propostas, incluindo energia alternativa, sensores, eletrocrômicos e dispositivos biomédicos. Polímeros eletroativos são potencialmente úteis como, de peso leve e bateria de condensadores eletrodos flexíveis. 1º Os pedidos de polímeros eletroativos em dispositivos electrocrómicos incluem sistemas de redução de brilho-de edifícios e automóveis, óculos de sol, óculos de proteção, dispositivos de armazenamento ópticos, e têxteis inteligentes. 2-5 janelas inteligentes podem reduzir as necessidades energéticas através do bloqueio de comprimentos de onda específicos de luz on-demand e proteger interiores de casas e automóveis. Têxteis inteligentes pode ser usado em roupas para ajudar a proteger contra a radiação UV. 6 polímeros eletroativos ter alsO começaram a ser utilizados em dispositivos médicos. Entre os polímeros electroactivos utilizados em dispositivos biomédicos, polipirrol (PPy), polianilina (PANI), e poli (3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) estão entre os mais comuns. Por exemplo, esses tipos de polímeros são normalmente utilizados como transdutores em dispositivos biossensores 7 Aplicações em administração terapêutica também mostraram-se promissoras.; Estudos demonstraram a libertação de fármacos e proteínas terapêuticas a partir de dispositivos preparados a partir de polímeros electroactivos 8-12. Mais recentemente, polímeros electroactivos têm sido utilizados como agentes terapêuticos em terapia fototérmico. 13-15 Em terapia fototérmico, agentes fototérmicas deve absorver a luz no próximo -infrared (NIR) região (~ 700-900 nm), também conhecida como a janela terapêutica, em que a luz tem a profundidade máxima de penetração no tecido, tipicamente até 1 cm. 16,17 Neste intervalo, cromóforos biológicos, tais como a hemoglobina , oxigenado hemoglobina, lípidos e água têm pouco ou nenhumabsorção, o que permite que a luz penetre facilmente. Quando os agentes fototérmicas absorvem a luz nesta janela terapêutica, o fotoenergia é convertida em energia fototérmico. Irvin e colaboradores tenham relatado anteriormente bis-eDOT monómeros de benzeno que foram sintetizados utilizando o acoplamento de Negishi alcoxi-substituído. 18 acoplamento de Negishi é um método preferido para a formação da ligação carbono-carbono. Este processo tem muitas vantagens, incluindo o uso de intermediários de organozinco, que são menos tóxicos e tendem a ter uma maior reactividade do que outros compostos organometálicos utilizados. 19,20 compostos de organozinco também são compatíveis com uma vasta gama de grupos funcionais sobre os organohalides. 20 No reacção de acoplamento de Negishi, um organohalide organometálico e estão acoplados através da utilização de um catalisador de paládio (0) como catalisador. 20 No trabalho aqui apresentado, este método de acoplamento cruzado é utilizado na síntese de 1,4-dialcoxi-2,5-bis ( 3,4-ethylenedioxythienyl) Benzemonômeros ne (2 Bedot-B (OR)). Estes monómeros podem então ser facilmente polimerizado electroquimicamente ou quimicamente para produzir polímeros que são candidatos promissores para utilização em aplicações biomédicas. Os métodos convencionais para a preparação de suspensões poliméricas coloidais em soluções aquosas para aplicações biomédicas envolvem tipicamente a dissolução de polímeros granel seguido por técnicas de evaporação de emulsão ou nanoprecipitação-solvente 21,22. De modo a produzir nanopartículas de poli (Bedot-B (OU) 2) , uma abordagem bottom-up é demonstrado aqui, onde os PN são sintetizados através de polimerização em emulsão situ. Polimerização em emulsão é um processo que é facilmente escaláveis ​​e é um método relativamente rápido para a preparação NP. 22 Estudos utilizando polimerização em emulsão para produzir NPs de outros polímeros electroactivos têm sido relatados para PPy e PEDOT. 15,23,24 PEDOT NPs, por exemplo, foram preparadas usando emulsão de pulverização polymerization. 24 Este método é difícil de reproduzir, e, normalmente, produz partículas micronizadas maiores. O protocolo descrito neste artigo explora a utilização de um método de drop-sonicação para preparar reprodutivelmente NPs de polímero de 100 nm. Neste protocolo, polímeros eletroativos adaptado para absorver a luz na região do NIR semelhante ao poli relatado anteriormente (Bedot-B (OR) 2) são sintetizados e caracterizados para demonstrar o seu potencial em dispositivos electrocrómicos e como agentes de PPF. Em primeiro lugar, o protocolo para a síntese dos monómeros de acoplamento de Negishi via é descrita. Os monómeros são caracterizados por RMN e espectroscopia de UV-Vis-NIR. A preparação de suspensões coloidais NP através de polimerização em emulsão em meios aquosos oxidativo também é descrito. O procedimento baseia-se num processo de polimerização por emulsão em dois passos anteriormente descrito por Han et al., Que é aplicado aos diferentes monómeros. Um sistema de dois surfactante éutilizado para controlar a monodispersity NP. Um ensaio de viabilidade celular é utilizada para avaliar citocompatibilidade das NPs. Por último, o potencial destes NPS para actuar como transdutores de PTT é demonstrada por irradiação com um laser NIR.

<table><tbody><tr><td>Eletrodo de trabalho de platina de 2 mm de diâmetro</td><td>CH Instruments</td><td>CH102</td><td>Polido usando lixa muito fina</td></tr><tr><td>3,4-etilenodioxitiofeno</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>483028</td><td>Purificado por destilação a vácuo</td></tr><tr><td>Brometo de 3-(4,5-Dimetiltiazol-2-il)-2,5-Difeniltetrazólio (MTT) 98%</td><td>Alfa Aesar</td><td>L11939</td><td></td></tr><tr><td>505 Desmembrador Sônico</td><td>Fisher Scientific&trade; &nbsp;</td><td>FB505110</td><td>ponta de 1/8" e classificada em 500&nbsp; watts</td></tr><tr><td>de diodo laser de 808 nm</td><td>ThorLabs</td><td>L808P1WJ</td><td>Avaliado em 1 W</td></tr><tr><td>Acetonitrila anidra 99%</td><td>Acros</td><td>61022-0010</td><td></td></tr><tr><td>Avanti J-26 XPI</td><td>Beckman Coulter</td><td>393127</td><td></td></tr><tr><td>Bromohexano 98%</td><td>MP Biomedicals</td><td>202323</td><td></td></tr><tr><td>Diálise (100.000) MWCO</td><td>SpectrumLabs</td><td>G235071</td><td></td></tr><tr><td>Dimetilsulfóxido 99% (DMSO)</td><td>BDH</td><td>BDH1115</td><td></td></tr><tr><td>Dimetilformamida anidra (DMF) 99%</td><td>Acros</td><td>326870010</td><td></td></tr><tr><td>Dodecil benzenossulfonato (DBSA)&nbsp;</td><td>TCI</td><td>D0989</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco' s meio de águia modificado (DMEM)&nbsp;</td><td>Corning</td><td>10-013 CV</td><td></td></tr><tr><td>EMS 150 TES revestidor por pulverização catódica</td><td>Microscopia Eletrônica Ciências</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etanol (EtOH) 100%</td> <td>BDH</td><td>BDH1156</td><td></td></tr><tr><td>etil 4-bromobutirato (98%)</td> <td>Acros</td><td>173551000</td><td></td></tr><tr><td>Acetato de etila 99%</td> <td>Fisher</td><td>UN1173</td><td></td></tr><tr><td>Soro bovino fetal (FBS)</td> <td>Corning</td><td>35-010-CV</td><td></td></tr><tr><td>Helios NanoLab 400</td><td>FEI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexano</td><td>Fisher</td><td>H306-4</td><td></td></tr><tr><td>Ácido clorídrico (HCl)</td><td>Fisher</td><td>A142-212</td><td></td></tr><tr><td>Hidroquinona 99,5%</td><td>Acros</td><td>120915000</td><td></td></tr><tr><td>Hidrozina anidra 98%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>215155</td><td></td></tr><tr><td>óxido de índio estanho (ITO) revestido galss</td><td>Delta Technologies</td><td>CG-41IN-CUV</td><td>4-8 &Omega;/sq</td></tr><tr><td>Cloreto de ferro 97% FeCl3</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>157740</td><td></td></tr><tr><td>Sulfato de magnésio (MgSO4)</td><td>Fisher</td><td>593295</td><td>Seco a 100 &#176; C</td></tr><tr><td>SKOV-3</td><td>ATCC</td><td>HTB-26</td><td></td></tr><tr><td>Metanol</td><td>BDH</td><td>BHD1135</td><td></td></tr><tr><td>n-Butlithium (2,5 M)&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>230707</td><td></td></tr><tr><td>Poli(ácido estirenossulfonato-co-málico) pirofórico (PSS-co-MA) 20.000 MW</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>434566</td><td></td></tr><tr><td>Carbonato de potássio</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>209619</td><td>Seco a 100 &#176; C</td></tr><tr><td>Hidróxido de potássio</td><td>Alfa Aesar</td><td>A18854</td><td></td></tr><tr><td>Iodeto de potássio</td><td>Fisher</td><td>P410-100</td><td></td></tr><tr><td>RO-5 placa de agitação</td><td>IKA-Werke</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SC4000 Câmera IR</td><td>FLIR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Synergy H4 Hybrid Reader</td><td>Biotek</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Perclorato de tetrabutilamônio (TBAP) 99%</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>3579274</td><td>Purificado por recristalização em acetato de etila</td></tr><tr><td>Tetrahidrofurano anidro (THF) 99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>401757</td><td></td></tr><tr><td>tetraquis(trifenilfosfina) paládio(0)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>216666</td><td>Termomixer sensível à umidade</td></tr><tr><td></td><td>Eppendorf</td><td></td><td></td></tr><tr><td>USB potenciostato/galvanostato WaveNow</td><td></td><td>AFTP1</td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer Nano Zs</td><td>Arranjo Óptico Malvern</td><td></td><td>175&#176;</td></tr><tr><td>Cloreto de zinco (1 M) ZnCl2</td><td>Acros</td><td>370057000</td><td></td></tr></tbody></table>

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Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties

Um método para a síntese de polímeros eletroativos é demonstrado, começando com a síntese de monômeros de conjugação estendida usando um processo de três etapas que termina com o acoplamento de Negishi. O acoplamento de Negishi é um processo de acoplamento cruzado no qual um precursor químico é primeiro litiado, seguido de transmetalação com ZnCl2. O composto organozinco resultante pode ser acoplado a um precursor aromático dibromado para dar o monômero conjugado. Os filmes de polímero podem ser preparados por meio de eletropolimerização do monômero e caracterizados usando voltametria cíclica e espectroscopia ultravioleta-visível-infravermelho próximo (UV-Vis-NIR). As nanopartículas (NPs) são preparadas por meio da polimerização em emulsão do monômero usando um sistema de dois surfactantes para produzir uma dispersão aquosa dos NPs do polímero. Os NPs são caracterizados usando espalhamento dinâmico de luz, microscopia eletrônica e espectroscopia UV-Vis-NIR. A citocompatibilidade de NPs é investigada usando o ensaio de viabilidade celular. Finalmente, as suspensões NP são irradiadas com um laser NIR para determinar sua eficácia como materiais potenciais para terapia fototérmica (PTT).

O protocolo de reacção obtendo-se M1 e M2 é mostrado na Figura 1. Os monómeros podem ser caracterizados por 1 H e 13 C RMN espectroscopia, ponto de fusão e análise elementar. O espectro de RMN 1 H fornece informações sobre a conectividade de átomos e seus ambientes eletrônicos; Assim, é rotineiramente utilizada para verificar que as reacções tenham sido concluída com êxito. Reacções de acoplamento de Negishi envolvem o ac...

Um protocolo é apresentado para a síntese e preparação de nanopartículas constituídas por polímeros eletroativos.

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A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step ...

O objetivo geral deste protocolo é preparar nanopartículas poliméricas condutoras que exibam propriedades fototérmicas e avaliar sua citotoxicidade. As nanopartículas de polímero condutor são agentes ideais para terapia fototérmica porque absorvem a luz na faixa do infravermelho próximo e a convertem em calor para matar as células cancerígenas. A principal vantagem dos agentes de fototerapia polimérica é que eles podem ser adaptados para ajustar suas propriedades de absorção por uma capacidade de compatibilidade e direcionamento do tumor para permitir uma terapia eficaz e não invasiva do câncer localizado.Os polímeros que estamos usando para terapia fototérmica também podem ser usados para aplicações de energia alternativa, sensores e eletrocrômicos. Indivíduos novos neste método podem ter dificuldades porque a reação é sensível à umidade. Uma boa compreensão das técnicas de síntese sem ar é essencial.A demonstração visual de ensaios de cultura de células é fundamental, pois as técnicas estéreis são difíceis de dominar. Todos os ensaios multifuncionais requerem precisão e consistência para alcançar resultados adequados. Em um balão de fundo redondo de três gargalos, prenda um septo

electroactive-polymer-nanoparticles-exhibiting-photothermal-properties

Research

JoVE Journal

Engineering

Engenharia

Nós desenvolvemos novas nanovesículas multifuncionais intrínsecas chamados porphysomes, que têm dependentes de estrutura fluorescência auto-têmpera e propriedades fototérmicos únicas, assim funcionando agentes terapia fototérmica como potentes. Formulamos porphysomes utilizando extrusão de alta pressão e investigou sua eficácia terapia fototérmica em um modelo de tumor xenoenxerto.

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal ablação tumoral Usando Porphysomes, Intrínseca Multifuncional nanovesículas

Este protocolo descreve como usar o aquecimento transitório associado à absorção óptica de nanobastões de ouro para estimular a diferenciação e a atividade intracelular de cálcio em células neuronais. Esses resultados potencialmente abrem novas aplicações em próteses neurais e estudos fundamentais em neurociência.

Ouro nanorod assistida estimulação óptica de Neuronal Cells

Moléculas de corantes orgânicos e nanopartículas de conversão ascendente revestidas com ácido oleico não são solúveis em água. Este protocolo descreve um método 'plug and play' que permite a transferência de moléculas de corantes orgânicos e partículas de conversão ascendente de seu solvente hidrofóbico inicial para a água.

Um método &#39;Plug and Play&#39; para criar Nanoassemblies dispersáveis ​​em água contendo um polímero anfifílicas, corantes orgânicos e Upconverting Nanopartículas

Este protocolo descreve um método para a fabricação de nanopartículas poliméricas condutoras misturadas com fulereno. Essas nanopartículas foram investigadas quanto ao seu potencial uso como fotossensibilizadores de próxima geração para Terapia Fotodinâmica (PDT).

Terapia Fotodinâmica com Blended polímero condutor / Fullerene Nanoparticle Fotossensibilizadores

Um método para estimulação da atividade elétrica de culturas de células in vitro com luz visível é descrito.

Controle óptico de células vivas atividade elétrica por conjugados Polymers

Descrevemos a síntese e as propriedades de nanopartículas multifuncionais de Fe2O3-Au produzidas por uma abordagem química úmida e investigamos suas propriedades fototérmicas usando irradiação a laser. As nanopartículas compostas de Fe2O3-Au retêm as propriedades de ambos os materiais, criando uma estrutura multifuncional com excelentes propriedades magnéticas e plasmônicas.

Híbrido multifuncional Fe<sub&gt; 2</sub&gt; ó<sub&gt; 3</sub&gt; -au Nanopartículas para Aquecimento plasmonic Eficiente

Este manuscrito descreve a preparação de microgeles magnéticos e sensíveis ao calor através de uma emulsão induzida por temperatura sem reação química. Estes microgéis sensíveis foram sintetizados misturando nanopartículas de poli ( N- isopropilacrilamida) (PNIPAAm), polietilenimina (PEI) e de Fe 3 O 4 -NH 2 para o uso potencial em liberação de fármaco acionada magneticamente e termicamente.

Poli (Magnetic and Thermal-sensitive Poly)<em&gt; N</em&gt; Microgels com base em isopropilacrilamida) para liberação controlada com disparo magnético

Apresentado aqui é um protocolo para a fabricação de microbolhas com nanopartículas de óxido de ferro (NSMs) através de auto-montagem, sinergizando a capacidade de resposta magnética, acústica e óptica em uma plataforma nanoterapêutica para hipertermia magnética e terapia de câncer de combinação fototérmica.

Microbolhas magnéticas, acústicas e óptica-tripla-responsivas para hipertermia magnética e terapia de câncer de combinação pothototérmica

Um protocolo é apresentado para a síntese de nanomateriais luminescentes persistentes (PLNPs) e suas potenciais aplicações em displays regraváveis e processamento artístico utilizando o efeito afterglow sob irradiação de luz ultravioleta (365 nm).

Síntese de nanopartículas luminescentes persistentes para displays regraváveis e aplicações de iluminação

Este artigo descreve uma técnica simples para revestir nanofibras de PAN eletrofiadas com polímeros eletroativos usando deposição de vapor. Os efeitos do oxidante FeCl₃ na deposição de revestimentos de poli(3,4-etilenodioxitiofeno) em PAN foram investigados para entender e otimizar o crescimento do polímero, o diâmetro da fibra e a resistência mecânica geral das esteiras de nanofibras.

Deposição em fase de vapor de poli eletroativo (3,4-etilenodioxitiofeno) em nanofibras de polímero de commodity eletrofiada

Este artigo apresenta o protocolo de preparação de simuladores tumor-tecido que replicam propriedades ópticas para terapia fototérmica plasmônica. Ele detalha a preparação do simulador, as avaliações fototérmicas e a validação do modelo numérico desenvolvido com base em medições de temperatura fototérmica para avaliar parâmetros terapêuticos, oferecendo uma alternativa ética e econômica aos estudos in vivo para testes preliminares.

Terapia Plasmônica Fototérmica do Câncer: Fantasmas que imitam o tecido tumoral embebido em nanopartículas para visualizar a distribuição fototérmica da temperatura

Aprenda a sintetizar nanopartículas poliméricas condutoras com propriedades fototérmicas para terapia anticâncer. Este método demonstra técnicas de síntese sem ar e avaliação de citotoxicidade em células tumorais.

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