Abstract
金ナノロッドは、腫瘍への家庭への近赤外窓、低細胞毒性および電位の彼らの強烈な光吸収率のおかげで、このような光熱アブレーションおよび癌の光音響イメージングなどの生物医学的用途の範囲のために魅力的です。しかし、腫瘍への配信はまだ問題が残っています。革新的なアプローチは、in vitroでの金ナノロッドを装填できる腫瘍関連マクロファージの親和性の搾取から構成されています。ここでは、準備金ナノロッドを含む細胞の車両の光音響検査について説明します。 PEG化された金ナノロッドは、カチオン性プロファイルを達成するために、第四級アンモニウム化合物で修飾されています。通常のペトリ皿におけるマウスのマクロファージと接触すると、これらの粒子は、エンドサイトーシス小胞に大量の取り込みを受けることが分かっています。次に、これらの細胞は、その音響変換の安定性を確認するために使用される生体高分子ヒドロゲル中に埋め込まれています粒子の携帯車へのそれらの包含に保持されています。私たちは、これらの結果は、腫瘍へのプラズモニック粒子を提供するための新規戦略の開発のための新たなインスピレーションを提供することができることを確信しています。
Introduction
過去10年間、金ナノロッド、ナノシェル及びナノケージ等の種々のプラズモニック粒子は、生物医学的光学系1、2、3、4における用途のために、かなりの注目を集めています。標準の金ナノスフィアと分散では、これらの新しい粒子が身体を通して最も深い光浸透し、内因性の構成要素1を超える最高の光学コントラストを提供し、近赤外（NIR）ウィンドウで共振します。この機能は、光音響（PA）イメージングおよび癌の光熱アブレーションなど革新的なアプリケーションのための関心を呼んでいます。しかし、いくつかの問題は、これらの粒子の臨床的浸透を抑制する。例えば、それらの光活性化は、その過熱を誘導するために、より球状photoinstability 5を駆動プロファイル、6、7、8に向かってそれらの機能的形状を変更する傾向がありますSUP>、9。科学的な議論を支配するもう一つの問題は、腫瘍へのそれらの全身送達です。具体的には、金ナノロッドは、強化された透過性と保持および悪性マーカーの特異的プローブとの結合の容易さを表示する腫瘍に浸透するのが理想的であるサイズを兼ね備えています。従って、血流への直接注射のためのそれらの調製が可能スキーム10、11、12、13として知覚されます。しかしながら、この経路は、粒子の大部分は、単核食細胞系10、11、12により捕捉さになって、問題が残ります。また、別の懸念は、本体14を通って循環した後の粒子の光学的および生化学的安定性です。粒子は、それらのコロイド安定性と凝集体を失うとき、彼らのプラズモニック機能や伝熱力学は、プラズモニックカップリング15に苦しむことがあり、 16、17、最大18クロス過熱。
より最近では、腫瘍関連マクロファージの親和性を利用する概念は、スマート代替19、20、21として浮上しています。これらの細胞は、高い特異性で腫瘍を検出し、みなぎるする生得的な能力を保持します。したがって、1観点は、患者からこれらの細胞を単離し、in vitroでの金ナノロッドでそれらをロードし、配達を担当する携帯車としてそれらを使用することを意図して、患者に戻ってそれらを注入することであってもよいです。もう一つの利点は、それらの生物学的インタフェースをin vitroで構築されるため、粒子の光学的および生化学的安定性をより細かく制御を獲得することです。それでも、光造影剤としてのこれらの細胞の車両の性能は、批判的な分析を必要としています。
本研究では、準備とcellulの重要な問題について説明します癌のPAイメージングのための金ナノロッドを含むAr車。 PEG化された金ナノロッドは、血漿膜23,24との相互作用を促進することが期待されているカチオン性プロファイルを達成するために、第四級アンモニウム化合物22で修飾されています。これらの粒子は、うまくいけば、それらの生物学的機能をあまり干渉することなく、ほとんどの携帯の種類の中から効率的かつ非特異的取り込みを受けます。マウスマクロファージはタイトエンドサイトーシス小胞内に閉じ込めなっセルあたり最大000、200のようなカチオン性金ナノロッド、までにロードされます。この構成は、これらの小胞の内部のプラズモンカップリングとクロス過熱の恐れの、懸念を生じなければなりません。したがって、マクロファージは、粒子のPA転化の安定性の大部分はエンドサイトーシス小胞の成長培地からの転送中に保持されていることを確認するために、生体組織を模倣する生体高分子ヒドロゲル中に埋め込まれています。 EffectivEの測定基準は、PAイメージングのための即時の関心の条件下でPA変換の安定性を測定するために働いています。再形成閾値は10ヘルツの典型的な繰り返し率を有する50のレーザパルス列の後に、光不安定性の非常に開始時に設定されています。
私たちは、これらの結果は、腫瘍へのプラズモニック粒子を提供するための新規戦略の開発のための勢いを提供することができることを確信しています。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
注：金ナノロッドの全ての濃度は、公称のAuモル濃度で表されています。他の作品との比較のために、1 M Auをおおよそ我々の場合には、20μMの金ナノロッドに対応していることに注意してください。
カチオン性金ナノロッドの作製
注：この方法は、Ratto ら 26に従ってNikoobakht ら 25によって導入され、適応プロトコルに従って、アスコルビン酸とのHAuCl 4の自己触媒還元によるセトリモニウムブロマイド（CTAB）-capped金ナノロッドの合成を開始します。これらの金ナノロッドは、ポリエチレングリコールの組み合わせ10、11、27、28及び第四級アンモニウム化合物22を鎖によって、血漿膜のためのより多くの生体適合性および親和性を得るために変更されます。
- concentratioで24ミリリットルCTABをかぶった金ナノロッドを精製遠心分離の2つのサイクル（12,000×gで、30分）し、デカンテーションによって、450μMのAuのn個。初期体積へのデッドボリュームの比率は、このプロトコルですべての遠心操作のために周りの1/200以下であることを確認します。洗浄液として、500μMの水性CTABを使用し、最終的に500μMCTAB及び0.005％（v / v）のポリソルベート20を含むpHが5で6ミリリットルの100mM酢酸緩衝液中に粒子を移します。
- 30μlの10mMの水性アルファ - メトキシ - オメガ - メルカプト - ポリ（エチレングリコール）（MW〜5,000）を加え、37℃で30分間反応さ残します。
- ジメチルスルホキシド、N、N、N -トリメチルアンモニウムブロマイド、37℃で24時間安静に残す- 30μlの100 mMの（11-メルカプトウン）を追加します。
- 次に、水18 mlの0.005％（v / v）のポリソルベート20を追加して、遠心分離の4サイクル（12,000×gで、30分）、デカンテーションすることによって、これらの粒子を精製します。洗浄液として、水に0.005％（v / v）のポリソルベート20を使用して、最終的にpHで2.4 mlの滅菌PBS中に粒子を移します7.4。金の最終名目濃度は4.5 mmです。
ゴールドナノロッドとマウスマクロファージの2のロード
- J774A.1し、DMEM、10％ウシ胎児血清、1 mMグルタミン、100単位/ mlのペニシリンおよび100μg/ mlストレプトマイシンのような培養培地を補充した単球/マクロファージ細胞株を使用してください。プレート直径60mmの4ペトリ皿中で5×10 5細胞及び剥離時のサブコンフルエントするように彼らは、24時間成長させる（ステップ2.2参照）。
- プロトコルを通して、標準培養条件（37℃、5％CO 2、95％空気および100％相対湿度）で細胞を維持します。細胞を操作するためにクリーンベンチ、適切な個人用保護具を使用します。
- 24時間後、キトサンフィルムに埋め込まれるように、カチオン性金ナノロッドで細胞をロードし、それらを準備します。
- 粒子が細胞によって取り込まれることを可能にするために、4.5のアリコートを加えます各ペトリ皿にmMのPBS中のAuのカチオン性金ナノロッドは、100μMのAuの最終濃度を達成するようになっています。 24時間のインキュベーションにペトリ皿のままにしておきます。
- 次に、それらの良好な条件とアップロードを確認するために、光学顕微鏡で細胞を観察します。細胞は、その正常な形態と暗細胞内小胞の数を示すべきです。以下の工程（少なくとも2×10 6細胞）を、細胞の適切な量を達成するために、2つのペトリ皿からそれらをマージし、スクレーパによって細胞を剥離し、いずれかを排除するためにそれら（120×gで6分間）遠心カチオン性金ナノロッドの過剰。携帯ペレットはほとんど黒になります。
- 2mlのPBSでペレットを中断し、Bürker室を利用して細胞を数えます。遠心分離機2×10 6個の細胞（120×gで、6分）し、室温で10分間、PBS中のホルムアルデヒド（w / v）の2ミリリットル3.6％で、そのペレットを修正を含む懸濁液。最後に、centrifugatすることにより、このペレットを3回洗浄固定液を除去するためにイオン（120×gで、6分）。洗浄液としてPBSを使用してください。
キトサンフィルムへのマクロファージの3埋め込み
注：キトサン26、27、28の固有の特性、29はカチオン性金ナノロッドを用いて染色したマクロファージを含有する生体模倣ファントムを生成するために利用されます。アガロースなどの他のヒドロゲルに関しては、キトサンは、PA顕微鏡6のために重要である、はるかに強いと薄いフィルムを可能にします。これらのファントムの製造は、以下の30の規定にいくつかの変更を加えて31、以前のプロトコル29、30に従って行われます。
- 酸性化した（酢酸の添加により得られるpHは4.5）及び粘性を3％（w / v）の低分子量のキトサン（平均分子量120 kDaの）溶液を調製し、十分に混合しそれは40℃で24時間均質化させ。
- 次に、キトサン溶液500μlを有するカチオン性金ナノロッド（2×10 6細胞）を含む、マウスのマクロファージを混ぜます。
- 、〜50μm厚のファントムを得る1.91センチメートル2ポリスチレン型に混合物の250ミリグラムを注ぎ、24時間窒素気流下でそれらを残すために。その後、架橋を誘導するために、500μlの1 M NaOHを用いてこれらのサンプルを処理し、超純水10mlでそれらをすすぎます。
光音響変換の安定性4.テスト
注：PA変換の安定性は、参考文献6に記載されている自家製のセットアップとPA実験によって調べました。
- プレートの底から〜5mmの間隔を保つように、ペトリ皿に浸漬プラスチックホルダーを使用することによって、例えば脱イオン水でマクロファージを含むキトサンフィルムを、サスペンド。このプレートは、マイクロメートルのXYステージ上に置きます試料の位置を制御するためです。
- 2500 - 400の波長範囲でYAGレーザー：QスイッチNdの第三高調波で励起光パラメトリック発振器から、 例えば、金ナノロッド（の縦プラズモンバンドと共鳴〜5ナノ秒のパルス持続時間を有するレーザービームをフォーカス〜300μmのスポット径を有する膜面に垂直nmおよび5ナノ秒のパルス持続時間）。
- レーザフルエンス調整するために、レーザー出口の前に減衰器を配置し、エネルギーメーター（ 例えば 、焦電検出器）にレーザービームの一部を集中し、フルエンスの変動を監視するために、ビームスプリッタを使用しています。アライメント時パルスあたり〜1ミリジュール/ cm 2の下の光フルエンスを維持します。レーザーがオンになっていれば、適切なレーザー安全メガネを使用してください。
- フィルム表面から約2 mmのペトリ皿に及びマイクロメートルの翻訳を使用してその位置を調整する - 超音波振動子（20から1MHzの周波数範囲）に浸し回転ステージは、膜から放出されたPA信号を最大化します。
- 試料6に損傷を与えないプローブフルエンスF LOを決定します。
- 1 MJ /少なくとも500パルスのパルス当たりcm 2の周りのフルエンスでサンプルのランダム点を照射します。各パルスは、オシロスコープと電力量計からの超音波トランスデューサとレーザフルエンスから対応するPA信号を取得します。 F LO トライアルとして平均フルエンスに名前を付けます。
- パルス数の関数としてのピーク・ツー・ピーク振幅としてPA信号の強度を算出します。レーザ強度の変動をカウンタウエイトにするために、F LO 試験への独自のフルエンスの割合各PA信号の振幅を正規化します。パルス数の関数としての正規化されたPAの強度の傾向を分析し、時間をかけてその安定性を検証します。
- 不安定性の場合には、繰り返しはF LOの低い値と4.4.3に4.4.1ステップ
- 整形閾値フルエンスを測定します。
- サンプルの別のランダム点を選択し、平均PA強度F LOで（I LO a）は、500を超えるパルスを探ります。
- F LOよりも大きい公称フルエンスを設定し、50パルスを提供します。 F EXCとしての平均フルエンスに名前を付けます。
- プローブ再びF LOで500パルスにわたって平均PA強度（I LO b）は 。比R = I LOの B / I LO計算します。団結以下のRの値は、サンプルの光学特性の不可逆的な変化の証拠を提供します。
- フィルムを移動させるために、マイクロメートルXYステージを使用して、POINを変更ランダムにサンプルのトン。周りと団結の上、下記のRのいくつかの値をとるように繰り返して、F EXCの異なる値と4.5.4に4.5.1を繰り返します。 15点が妥当です。
- FのEXCの関数としてプロットRおよびRは、統計的不確実性を超えたものと異なるし始めると、その値として番目の整形の閾値フルエンスFを識別します。6
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ここでは、癌のPAイメージングのために金ナノロッドを含む細胞の車の可能性は、プロトコルの代表的な成果と一緒に示されています。
図1のTEM画像は、ステップ2の粒子のとTEMイメージングのための細胞の調製は、別の場所で17説明された後、ステップ1後の粒子およびそれらの細胞の車の通常の外観を示します。カチオン性金ナノロッドは、それらの正常な形態を維持マクロファージにおける大規模な蓄積を受けます。粒子は、タイトなエンドサイトーシス小胞の中に閉じ込めることが見出されています。
図2aは、カチオン性金ナノロッドを含むマクロファージの光伝送画像を表示し、この顕微鏡写真によって証明されるように、ステップ3の後にキトサンファントム中に分散させ、キトサンハイドロゲルに含まれることはありませんffect細胞形態。細胞をウェルサンプル全体に分散されています。細胞なしで金ナノロッドを含むキトサンフィルムのコントロールが均一である。 図2bは、粒子が私たちの前の仕事14、32と一致し、マクロファージによって取り込まれる際に金ナノロッドの典型的なプラズモニックバンドが保持されていることを示しています。したがって、このようなプラズモニックエンドサイトーシス小胞における偏析に結合し、多分散コロイド28、33に共存異なるサイズと形状を有する粒子の差分取り込みなどの効果は、これらのプロトコルで重要な役割を果たしていない。 図2bはまた、キトサンの実現可能性を証明しています光学ファントムとして。
図3は、ステップ4に従って測定FのEXCの関数としてRの傾向を示しており、determするために必要なデータと分析のアイデアを提供しますステップ4.5.5あたりとしてのF 番目のネーション。 F 番目は、この例では（11±1）MJ / cm 2であることが分かりました。細胞の車両からのPA転化の安定性の調査のために高い精度を提供し、いくつかのミリジュール/ cm 2で500パルスにわたって平均したときに、このサンプルのPAの測定は、20よりも大きな信号対雑音比（SNR）を有する信号が得られました。
図 1. カチオン性金ナノロッドおよびマクロファージ特性評価 ：（650×500）nmで合成された金ナノロッドの2 TEM像と、b、c及びd：それぞれ（13×8.6）μm2で、（2.3×1.7）μmの2そして、（870×650）nmのカチオン性金ナノロッドで処理されたマクロファージの2 TEM像。の外観パネルD中の粒子は、細胞での傾きの影響を受けている。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図 2. キトサンフィルムの特性評価：カチオン性金ナノロッドを含むマクロファージの光透過像とキトサンファントム中に分散B：キトサン細胞なしで金ナノロッドを含むファントム（黒の実線、コントロールサンプル）と金を含むマクロファージの光学吸光スペクトルナノロッド（壊れた赤線）。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
<imgのalt = "図3" SRC = "/ファイル/ ftp_upload / 53328 / 53328fig3highres.jpg"幅= "350" />
図 3. セルラー車光安定。後、各F EXC対F EXCでの照射前に撮影したI LOの強度の比R。エラーバーは、F LOの信号の変動に由来します。 Rは、結束を下回るように再形成閾値は、これらのデータから抽出されます。赤の実線は、目へのガイドとして機能します。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
腫瘍関連マクロファージを標的とする概念は、癌34、35、36に対抗するために強力な概念として浮上しています。ここでは、代わりにその破壊のために、これらの細胞は、その親和性の活用により、腫瘍に金ナノロッドをもたらすために携帯車として採用されています。この視点は、粒子の思慮深い設計、細胞とその特性評価への統合を必要とします。私たちは、カチオン性金ナノロッドを搭載したマウスマクロファージの光安定性は、それらのプラズモンカップリングとクロス過熱が重要ではないことを意味する、エンドサイトーシス小胞内の粒子の閉じ込めが生じないことを見出しました。私たちは、PEG鎖と、金ナノスフィアなどのオフ共鳴している形状の発生率は、周りに（それらの直径17（ナノメートル10前後）と1熱拡散長についてですあまりにも密着、に入るために、粒子を防ぐという仮説を立て30 nmのそれぞれのプラズモンカップリングとクロス過熱のための5ナノ秒）、インチ
プロトコルは、粒子の設計において、それらの光安定の調査の既存の方法に関して、革新的です。ステップ1に記載の金ナノロッドのデザインはVigderman らによる観察を兼ね備えています 。22の第四級アンモニウム化合物は、エンドサイトーシス小胞と細胞は、カチオン性プロファイル24と浸透剤という概念に金ナノロッドの大量摂取を駆動することが可能であること、37かもしれませんPEGシェル38内に埋め込 まれたコロイド安定性と生体適合性28を得ながら、機能を維持すること。実際、ステップ1は、小型で安価と第四級アンモニウム化合物と細胞透過性ペプチドの交換で、ユアンら 38による方法に似ています。これらの変更により、カチオン性金ナノロッドは、多機能性と持続可能です。これらparticlので、ESはPAイメージング用造影剤として意図され、PAプローブは、それらの機能的特徴をテストするのが理想的です。ステップ4で整形しきい値の定義によりPA変換の安定性の測定は、科学文献のフレーム内のユニークな機能である、定量的かつ再現可能です。加えて、我々は、このメソッドはPA機器のキャリブレーションを必要としないことに注意してください。
プロトコル内の重要なステップは、PAのイメージングのための造影剤としての効率の点で細胞の車両を検査するキトサンフィルムの製造を含みます。キトサンは、グルコサミンおよびN -アセチルグルコサミン残基が1,4-グリコシド結合により結合からなる直鎖の生体高分子です。このような、その孔の大きさ、気孔率および機械的特性、ならびにその汎用性と扱いやすさなどのキトサンの一部の物理化学的特徴は、その薄膜または多孔質膜の形でヒドロゲルの製造のための理想的な選択肢にする29、39、40。また、キトサンの多糖骨格はグリコサミノグリカンと構造的に類似している、エンジニアリング生体模倣と細胞支持足場41のためのその使用を推進している結合組織の細胞外マトリックスの主要成分。全体的に、キトサンハイドロゲルは、PAのテストに最適です結合組織29、41、42、を代表するものであり、熱や弾性率を示します。ケアは、適切な厚さ（50μm）を、低い光学濁度との良好な均質性を有するフィルムを達成するために取られるべきです。ステップ3で指定された投与量が最適化されていることに注意してください。キトサン中のマウスマクロファージの粘性サスペンションは、ステップ3.2に従って勤勉と混合されるべきです。これらの命令により、これらの膜は、既に異なるサイズ6の金ナノロッドのPA転化の安定性を比較するために使用されてきました。
PossiプロトコルのBLEの修正は、ステップ1の手順1でのカチオン性金ナノロッドと携帯車の製造および2の方法は、細胞浸透剤の置換またはPEGの長さによって、 例えば 、漸進的な改善の対象となることがあり含めます腫瘍関連マクロファージの生理機能との干渉を最小限にするために、ストランドなど 、。マクロファージに特異的なリガンドの使用は、オプション43とすることができます。粒子の取り込みに影響を与える他のパラメータは、そのサイズと形状33とそれらの無機コーティングを含みます。例えば、シリカのシェルは、より洗練され、より異物を犠牲にして、高い内在44、アグリゲーション17とPAの安定性7に対する光学的安定性の組み合わせを与える可能性があります。私たちは、44、43、内在化のエンドソーム経路が共通の効果33であることを推測します
ステップ3での処方は、セルの保存と互換性がないため、プロトコルの制限事項は、固定された細胞ではなく、生きた細胞を使用する必要性を含みますlular生存能力。その他の制限が吸光度とフィルムの光安定性の十分な組み合わせに変換ステップ4.4におけるプローブフルエンスの決意で十分なSNRの必要性、に関連しています。
結論として、我々は準備し、光音響イメージング用造影剤として可能である細胞の車両の機能的特徴付けを行うための革新的なプロトコルを記載しています。我々は、マウスのマクロファージへの金ナノロッドの導入は負その光安定性に影響を及ぼさないことを見出しました。私たちの現在の仕事の焦点は、彼らの生存率および走化性活性のための特別な注意を払って、これらの細胞の生理機能にあります。将来的には、この方法は、光学的造影剤の異なる溶液を含む異なる細胞車両の製造を調査するために試験しなければなりません。 PAプローブはまた、 インビトロでの悪性細胞への光造影剤のtargetabilityを試験するのに役立ち得ます携帯車を使用せず。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
著者は、彼らが競合する金融利害関係を持たないことを宣言します。
Acknowledgments
この作品は、部分的にERANET +プロジェクトLUSバブルとBI-TREの枠内Regioneトスカーナと欧州共同体によってサポートされていました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Hexadecyltrimethylammonium bromide | Sigma-Aldrich | H6269 | To synthesize gold nanorods |
| Gold(III) chloride trihydrate | Sigma-Aldrich | 520918 | To synthesize gold nanorods |
| Silver nitrate | Sigma-Aldrich | S6506 | To synthesize gold nanorods |
| L-ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A5960 | To synthesize gold nanorods |
| Sodium borohydride | Sigma-Aldrich | To synthesize gold nanoseeds | |
| MeO-PEG-SH | Iris Biotech | PEG1171 | To PEGylate gold nanorods. Molecular weight about 5,000 Da. |
| Acetic acid | Sigma-Aldrich | 320099 | To PEGylate gold nanorods and solubilize chitosan |
| Sodium acetate | Sigma-Aldrich | S8750 | To PEGylate gold nanorods |
| (11-Mercaptoundecyl)-N,N,N-trimethylammonium bromide | Sigma-Aldrich | 733305 | To modify gold nanorods with quaternary ammonium compounds |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | 276855 | To solubilize (11-mercaptoundecyl)-N,N,N-trimethylammonium bromide |
| Polysorbate 20 | Sigma-Aldrich | P2287 | To centrifuge PEGylated gold nanorods |
| PBS | Lonza | BE17-516F | To suspend gold nanorods before incubation with cells and to treat pellets of cells |
| J774a.1 | ATCC | TIB-67 | Monocyte/macrophage murine cell line |
| DMEM | Lonza | BE12-707F | Cell culture medium |
| FBS | Lonza | DE14-801F | To be added to cell culture medium |
| L-glutamine | Lonza | BE17-605E | To be added to cell culture medium |
| Penicillin/streptomycin | Lonza | DE17-602E | To be added to cell culture medium |
| Petri dish | NEST | 705001 | Cell culture dish |
| Cell scraper | EuroClone | ES7018 | To detach cells |
| Formaldehyde | Fluka | 47630 | To fix cells |
| Chitosan, low molecular weight | Sigma-Aldrich | 448869 | 75-85% deacetylated. Molecular weight about 120,000 Da. |
| Sodium hydroxyde | Sigma-Aldrich | 306576 | To insolubilize chitosan and generate the hydrogel |
| Polystyrene cell culture plates | NEST | 702011 | Used as molds to fabricate chitosan hydrogels |
| Optical parametric oscillator pumped by the third harmonic of a Q-switched Nd:YAG laser | Continuum, Santa Clara, USA | Surelite OPO plus | Source of optical excitation for photoacoustic tests |
| Pyroelectric detector | Gentec, Quebec, Canada | QE8SP | To monitor optical fluence for photoacoustic tests |
| Pre amplified needle hydrophone | Precision Acoustic, Dorset, UK | Model with 1 mm sensor diameter and 1-20 MHz frequency range | To measure photoacoustic signals |
References
- Ratto, F., Matteini, P., Centi, S., Rossi, F., Pini, R. Gold nanorods as new nanochromophores for photothermal therapies. J. Biophotonics. (1-2), 4-41 (2011).
- Dreaden, E. C., Alkilany, A. M., Huang, X., Murphy, C. J., El-Sayed, M. A. The golden age: gold nanoparticles for biomedicine. Chem. Soc. Rev. 41, 2740-2779 (2012).
- Hahn, M. A., Singh, A. K., Sharma, P., Brown, S. C., Moudgil, B. M. Nanoparticles as Contrast Agents for in-Vivo Bioimaging: Current Status and Future Perspectives. Anal. Bioanal. Chem. 399 (1), 3-27 (2011).
- Dreaden, E. C., Austin, L. A., Mackey, M. A., El-Sayed, M. A. Size matters: gold nanoparticles in targeted cancer drug delivery. Ther. Deliv. 3 (4), 457-478 (2012).
- Manohar, S., Ungureanu, C., Van Leeuwen, T. G. Gold nanorods as molecular contrast agents in photoacoustic imaging: The promises and the caveats. Contrast Media Mol. Imaging. 6 (5), 389-400 (2011).
- Cavigli, L., et al. Size Affects the Stability of the Photoacoustic Conversion of Gold Nanorods. J. Phys. Chem. C. 118 (29), 16140-16146 (2014).
- Chen, L. -C., et al. Enhanced photoacoustic stability of gold nanorods by silica matrix confinement. J. Biomed. Opt. 15 (1), 016010 (2010).
- Ratto, F., et al. CW laser-induced photothermal conversion and shape transformation of gold nanodogbones in hydrated chitosan films. J. Nanopart. Res. 13, 4337-4348 (2011).
- Mercatelli, R., et al. Quantitative readout of optically encoded gold nanorods using an ordinary dark-field microscope. Nanoscale. 5 (20), 9645-9650 (2013).
- Von Maltzahn, G., et al. Computationally guided photothermal tumor therapy using long-circulating gold nanorod antennas. Cancer Res. 69 (9), 3892-3900 (2009).
- Jokerst, J. V., Cole, A. J., Van De Sompel, D., Gambhir, S. S. Gold nanorods for ovarian cancer detection with photoacoustic imaging and resection guidance via Raman imaging in living mice. ACS Nano. 6 (11), 10366-10377 (2012).
- Huang, X., et al. A reexamination of active and passive tumor targeting by using rod-shaped gold nanocrystals and covalently conjugated peptide ligands. ACS Nano. 4 (10), 5887-5896 (2010).
- Alkilany, A. M., Thompson, L. B., Boulos, S. P., Sisco, P. N., Murphy, C. J. Gold nanorods: Their potential for photothermal therapeutics and drug delivery, tempered by the complexity of their biological interactions. Adv. Drug Deliv. Rev. 64, 190-199 (2012).
- Centi, S., et al. In vitro assessment of antibody-conjugated gold nanorods for systemic injections. J. Nanobiotechnology. 12, 55 (2014).
- Jain, P. K., Eustis, S., El-Sayed, M. A. Plasmon coupling in nanorod assemblies: Optical absorption, discrete dipole approximation simulation, and exciton-coupling model. J. Phys. Chem. B. 110 (37), 18243-18253 (2006).
- Funston, A. M., Novo, C., Davis, T. J., Mulvaney, P. Plasmon coupling of gold nanorods at short distances and in different geometries. Nano Lett. 9 (4), 1651-1658 (2009).
- Mazzoni, M., Ratto, F., Fortunato, C., Centi, S., Tatini, F., Pini, R. Partial Decoupling in Aggregates of Silanized Gold Nanorods. J. Phys. Chem. C. 118 (34), 20018-20025 (2014).
- Lapotko, D. O., Lukianova, E., Oraevsky, A. A. Selective laser nano-thermolysis of human leukemia cells with microbubbles generated around clusters of gold nanoparticles. Lasers Surg. Med. 38 (6), 631-642 (2006).
- Choi, M. R., et al. A cellular trojan horse for delivery of therapeutic nanoparticles into tumors. Nano Letters. 7 (12), 3759-3765 (2007).
- Dreaden, E. C., Mwakwari, S. C., La Austin,, Kieffer, M. J., Oyelere, A. K., El-Sayed, M. A. Small molecule-gold nanorod conjugates selectively target and induce macrophage cytotoxicity towards breast cancer cells. Small. 8 (18), 2819-2822 (2012).
- Yang, T. D., et al. Real-time phase-contrast imaging of photothermal treatment of head and neck squamous cell carcinoma: an in vitro study of macrophages as a vector for the delivery of gold nanoshells. J. Biomed. Opt. 17 (12), 128003 (2012).
- Vigderman, L., Manna, P., Zubarev, E. R. Quantitative Replacement of Cetyl Trimethylammonium Bromide by Cationic Thiol Ligands on the Surface of Gold Nanorods and Their Extremely Large Uptake by Cancer Cells. Angew. Chem. Int. Ed. (English). 51 (3), 636-641 (2012).
- Richard, J. P., et al. Cell-penetrating peptides: A reevaluation of the mechanism of cellular uptake. J. Biol. Chem. 278 (1), 585-590 (2003).
- Delehanty, J. B., Boeneman, K., Bradburne, C. E., Robertson, K., Bongard, J. E., Medintz, I. L. Peptides for specific intracellular delivery and targeting of nanoparticles: implications for developing nanoparticle-mediated drug delivery. Ther. Deliv. 1, 411-433 (2010).
- Nikoobakht, B., El-Sayed, M. A. Preparation and growth mechanism of gold nanorods (NRs) using seed-mediated growth method. Chem. Mater. 15 (10), 1957-1962 (2003).
- Ratto, F., Matteini, P., Rossi, F., Pini, R. Size and shape control in the overgrowth of gold nanorods. J. Nanopart. Res. 12 (6), 2029-2036 (2009).
- Niidome, T., et al. PEG-modified gold nanorods with a stealth character for in vivo applications. J. Control. Release. 114 (3), 343-347 (2006).
- Tatini, F., et al. Size dependent biological profiles of PEGylated gold nanorods. J. Mater. Chem. B. 2, 6072-6080 (2014).
- Matteini, P., Ratto, F., Rossi, F., Centi, S., Dei, L., Pini, R. Chitosan films doped with gold nanorods as laser-activatable hybrid bioadhesives. Adv. Mater. 22 (38), 4313-4316 (2010).
- Matteini, P., Ratto, F., Rossi, F., de Angelis, M., Cavigli, L., Pini, R. Hybrid nanocomposite films for laser-activated tissue bonding. J. Biophotonics. 5 (11-12), 868-877 (2012).
- Matteini, P., Tatini, F., Cavigli, L., Ottaviano, S., Ghini, G., Pini, R. Graphene as a photothermal switch for controlled drug release. Nanoscale. 6, 7947-7953 (2014).
- Ratto, F., Witort, E., et al. Plasmonic Particles that Hit Hypoxic Cells. Adv. Funct. Mater. 25 (2), 316-323 (2015).
- Chithrani, D. B. Intracellular uptake, transport, and processing of gold nanostructures. Molec. Membrane Biol. 27 (7), 299-311 (2010).
- Mitchem, J. B., et al. Targeting tumor-infiltrating macrophages decreases tumor-initiating cells, relieves immunosuppression, and improves chemotherapeutic responses. Cancer Res. 73 (3), 1128-1141 (2013).
- Mantovani, A., Allavena, P. The interaction of anticancer therapies with tumor-associated macrophages. J. Exp. Med. 212 (4), 435-445 (2015).
- Panni, R. Z., Linehan, D. C., DeNardo, D. G. Targeting tumor-infiltrating macrophages to combat cancer. Immunotherapy. 5 (10), 1075-1087 (2013).
- Oh, E., et al. Cellular uptake and fate of PEGylated gold nanoparticles is dependent on both cell-penetration peptides and particle size. ACS Nano. 5 (8), 6434-6448 (2011).
- Yuan, H., Fales, A. M., Vo-Dinh, T. TAT peptide-functionalized gold nanostars: Enhanced intracellular delivery and efficient NIR photothermal therapy using ultralow irradiance. J. Am. Chem. Soc. 134 (28), 11358-11361 (2012).
- Ladest, S., Fales, A. M., Domard, A. Multi-membrane hydrogels. Nature. 452, 76-79 (2008).
- Matteini, P., et al. Photothermally activated hybrid films for quantitative confined release of chemical species. Angew. Chem. Int. Ed. (English). 52, 5956-5960 (2013).
- Khor, E., Lim, L. Y. Implantable applications of chitin and chitosan. Biomaterials. 24 (13), 2339-2349 (2003).
- Kennedy, L. C., et al. T cells enhance gold nanoparticle delivery to tumors in vivo. Nanoscale Res. Lett. 6 (1), 283 (2011).
- Pissuwan, D., Valenzuela, S. M., Killingsworth, M. C., Xu, X., Cortie, M. B. Targeted destruction of murine macrophage cells with bioconjugated gold nanorods. J. Nanopart. Res. 9 (6), 1109-1124 (2007).
- Jokerst, J. V., Thangaraj, M., Kempen, P. J., Sinclair, R., Gambhir, S. S. Photoacoustic imaging of mesenchymal stem cells in living mice via silica-coated gold nanorods. ACS Nano. 6 (7), 5920-5930 (2012).
- Ding, H., et al. Gold nanorods coated with multilayer polyelectrolyte as contrast agents for multimodal imaging. J. Phys. Chem. C. 111 (34), 12552-12557 (2007).
- Esposito, G., et al. et al. In vivo laser assisted microvascular repair and end-to-end anastomosis by means of indocyanine green-infused chitosan patches: A pilot study. Lasers Surg. Med. 45 (5), 318-325 (2013).
