Method Article

Biofunctionalized берлинская лазурь Наночастицы для мультимодальных молекулярной визуализации приложений

DOI:

10.3791/52621

⸱

April 28th, 2015

 ,  ,  ,  , 
1The Sheikh Zayed Institute for Pediatric Surgical Innovation, Children's National Medical Center, 2Fischell Department of Bioengineering, University of Maryland, 3Department of Radiology, George Washington University, 4Department of Pediatrics, George Washington University

In This Article

Summary

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

Этот протокол описывает синтез биофункционализированных наночастиц прусского синего цвета и их использование в качестве мультимодальных агентов молекулярной визуализации. Наночастицы имеют конструкцию ядра-оболочки, в которой ионы гадолиния или марганца внутри ядра наночастицы создают контраст МРТ. Биофункциональная оболочка содержит флуорофоры для флуоресцентной визуализации и нацеленные лиганды для молекулярного таргетирования.

Abstract

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

Мультимодальные, молекулярная визуализация позволяет визуализировать биологические процессы на клеточном, субклеточном и молекулярном уровне резолюций с использованием нескольких взаимодополняющих методов визуализации. Эти визуализации агенты облегчить оценку в режиме реального времени путей и механизмов в естественных условиях, которые усиливают как диагностическую, так и терапевтическую эффективность. Эта статья представляет протокол для синтеза biofunctionalized ферроцинсодержащего наночастиц (Pb NPS) - нового класса веществ для использования в смешанных, приложений молекулярной визуализации. В диагностические методы, заложенные в наночастиц, флуоресценции изображений и магнитно-резонансной томографии (МРТ), имеют дополнительные функции. ПБ НП обладают дизайном ядро-оболочка, где гадолиния и марганца включены в интерстициальных пространствах Б. решетки генерировать контрастные, как в Т 1 и Т 2 -weighted последовательностей. ПБ НП покрыты люминесцентным авидин с помощью электростатического себя-какsembly, что позволяет флуоресцентной томографии. Наночастицы покрытые авидином модифицированы биотинилированных лигандов, которые придают молекулярные возможности ориентации на наночастицах. Стабильность и токсичность наночастиц измеряются, а также их relaxivities МРТ. Мультимодальных, молекулярные возможности визуализации этих biofunctionalized PB НП затем продемонстрировали, используя их для флуоресценции изображений и молекулярной МРТ в пробирке.

Introduction

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

Молекулярная визуализация является неинвазивным и направлены визуализации биологических процессов на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях 1. Молекулярная визуализация позволяет образец, чтобы оставаться в своем родном микросреды в то время как эндогенные пути и механизмы оцениваются в реальном времени. Как правило, молекулярная визуализация включает введение экзогенного агента для получения изображения в виде небольшой молекулы, макромолекулы, или наночастицы для визуализации, целевой, и проследить соответствующие физиологические процессы изучаемого 2. Различные методы визуализации, которые были изучены в молекулярной визуализации вклю....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

1. Синтез PB НП, GdPB и MnPB

Синтез наночастиц (PB NPS, GdPB или MnPB) достигается с помощью схемы синтеза в одном реакторе, выполнив действия, описанные ниже:

  1. Получают раствор "А", содержащий 5 мл 5 мМ калия гексацианоферрата (II) в деионизированной (ДИ) воды. В зависимости от типа наночастиц синтезируется - PB НП, GdPB или MnPB, приготовить раствор 'B' следующим образом:
    1. Для PB НЧ: подготовка 10 мл раствора, содержащего 2,5 мМ железа (III) хлорида в деионизированной воде.
    2. Для GdPB НЧ: подготовка 10 мл раствора, содержащего 2,5 мМ каждого из гадолиний (III), нитрат железа (III) хлорида в д....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Использование схему синтеза в одном реакторе, наночастицы PB НП (средний диаметр 78,8 нм, индекс полидисперсности (PDI) = 0,230, вычисляемый путем динамического инструмента рассеяния света), GdPB (средний диаметр 164,2 нм, PDI = 0,102), или MnPB ( Средний диаметр 122,4 нм, PDI = 0,124), которые монодисперсных (как измерено с помощью DLS) могут быть последовательно синтезированный (фиг.2А). Измеренные дзета-потенциалы синтезированных наночастиц составляет менее -30 мВ (фиг.2В), что указы.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

Эта статья представила методы синтеза нового класса мультимодальных, молекулярных агентов визуализации на основе biofunctionalized ферроцинсодержащего наночастиц. Молекулярные методы визуализации, включенные в наночастицы флуоресценции изображений и молекулярная МРТ, из-за их дополнительных функций. В biofunctionalized ферроцинсодержащего наночастицы имеют конструкцию ядро-оболочка. Ключевые шаги в синтезе этих наночастиц: 1) один горшок синтез, который дает ядер, которые состоят из берлинской лазури наночастиц (Pb NPS).......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgements

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

Эта работа была поддержана Институтом педиатрических хирургических инноваций шейха Зайда (RAC Awards #30000174 и 30001489).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Тригидрат гексацианоферрата калия (II) (K4Fe(CN)6· 3H2O)Sigma-AldrichP9387
Тетрагидрат хлорида марганца (II) (MnCl2· 4H2O)Sigma-Aldrich221279
гексагидрат нитрата гадолиния (III) (Gd(NO3)3· 6H2O)Sigma-Aldrich211591
гексагидрат хлорида железа (III) (FeCl3· 6H2O)Sigma-Aldrich236489
Sodium chloride (NaCl)Sigma-AldrichS9888
Anti-NG2 Хондроитин сульфат протеогликан, биотин конъюгированное антителоMilliporeAB5320
биотинилированное античеловеческое эотаксин-3Peprotech500-P156GBT
Neuro-2a Клеточная линияATCCCCL-131
BSG D10 Клеточная линияLab stock---
OE21 Клеточная линияSigma-Aldrich96062201
SUDIPG1 NeurospheresLab stock---
Eol-1 Клеточная линияSigma-Aldrich94042252
поли(L-лизин) гидробромидSigma-AldrichP1399
ФормальдегидSigma-AldrichF8775
Бычий сывороточный альбуминSigma-AldrichA2153
Аминоактиномицин DSigma-AldrichA9400
Triton X-100Sigma-AldrichX100
CellTrace Кальцеин красно-оранжевый, AMLife TechnologiesC34851
Avidin-Alexa Fluor 488Life TechnologiesA21370
ЦентрифугаEppendorf5424
Перистальтический насосInstechP270
Zetasizer Nano ZSMalvernZEN3600
СоникаторQSonicaQ125
Горячая пластина/магнитная мешалкаVWR97042-642
Ультра чистая алюминиевая фольгаVWR89107-732
Vortex СмесительVWR58816-121
Конические микроцентрифужные пробирки 1,7 млVWR87003-295
Конические центрифужные пробирки 15 млVWR21008-918
Держатели пробирокVWR82024-342
Одноразовые пластиковые кюветыVWR7000-590 (/586)
Капиллярные ячейки ZetasizerVWRDTS1070
Центробежные фильтры, 0,2 микрометра спиновая колонкаVWR82031-356
96-луночный лоток для клеточных культурVWR29442-056
Трипсин ЭДТА 0,25% раствор 1xJR Scientific82702
Класс клеточных культур PBS (1x)Life Technologies10010023
XTT Набор для анализа пролиферации клетокTrevigen4891-025-K
T75 Flask89092-700VWR
Модифицированный Eagle's Eagle's MediumBiowhitaker12-604Q
Фетальная бычья сывороткаLife Technologies10437-010
Pen-Strep 1xLife Technologies15070063
Fluoview FV1200 Конфокальный лазерный сканирующий микроскопOlympusFV1200
Камерные предметные стекла для микроскопаThermo Scientific154534
микрозащитные стекла, квадратные, No 1.5VWR48366-227
Предметные стекла для микроскопаVWR16004-368
RPMISigma-AldrichR8758 
АгарозаСигма-ОлдричA9539 
FACSCalibur Flow CytometerBD Biosciences
3 T Clinical MRI MagnetGE Healthcare
100 мл колба
с круглым дном

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Massoud, T. F., Gambhir, S. S. Molecular imaging in living subjects: seeing fundamental biological processes in a new light. Genes Dev. 17, 545-580 (2003).
  2. Mankoff, D. A. A Definition of Molecular Imaging. J Nucl Med. 48 (6), 18N-21N (2007).
  3. James, M. L., ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Prussian Blue NanoparticlesMultimodal Molecular ImagingFluorescence ImagingMagnetic Resonance ImagingBiofunctionalized NanoparticlesGadolinium Manganese IonsFluorescent Avidin CoatingBiotinylated LigandsDynamic Light ScatteringFlow Cytometry Analysis

Related Articles