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Bioengineering

Preparação e Fotoacústica Análise de Veículos celulares contendo ouro nanobastões

Published: May 2, 2016 doi: 10.3791/53328

Abstract

nanorods ouro são atraentes para uma variedade de aplicações biomédicas, tais como a ablação fototérmico e a imagiologia de cancro fotoacústica, graças à sua intensa absorvância óptica na janela de infravermelho próximo, de baixa toxicidade e potencial de repouso em tumores. No entanto, a sua entrega aos tumores continua a ser um problema. Uma abordagem inovadora consiste no aproveitamento do tropismo de macrófagos associados a tumores que podem ser carregados com ouro nanorods in vitro. Aqui, descrevemos a preparação ea inspeção fotoacústica de veículos celulares contendo nanobastões de ouro. nanorods ouro PEGilados são modificados com compostos quaternários de amónio, a fim de alcançar um perfil catiónico. Em contacto com macrófagos murinos em pratos de Petri normais, estas partículas encontram-se submeter a absorção maciça em vesículas endocíticas. Em seguida, estas células são incorporadas em hidrogéis biopolimêricos, que são usadas para verificar que a estabilidade da conversão fotoacústicadas partículas é retido na sua inclusão em veículos celulares. Estamos confiantes de que estes resultados podem fornecer uma nova inspiração para o desenvolvimento de novas estratégias para entregar partículas plasmonic a tumores.

Introduction

Durante a última década, várias partículas plasmonic como nanobastões de ouro, nanoshells e nanocages, têm recebido uma atenção considerável para aplicações em óptica biomédica 1, 2, 3, 4. Em desacordo com nanoesferas de ouro padrão, estas partículas mais recentes ressoam na janela do infravermelho próximo (NIR), que prevê mais profunda penetração óptica através do corpo e maior contraste óptico mais componentes endógenos 1. Este recurso tem despertado interesse para aplicações inovadoras, tais como a fotoacústica (PA) de imagem e a ablação fototérmica de câncer. No entanto, vários problemas restringir a penetração clínica destas partículas. Por exemplo, a sua activação óptico tende a induzir o seu sobreaquecimento e modificar suas formas funcionais para com perfis mais esféricas, que dirige um photoinstability 5, 6, 7, 8 sup>, 9. Outra questão que domina o debate científico é a sua entrega sistémica em tumores. Em particular, nanobastões de ouro combinam tamanhos que são ideais para permear tumores que exibem permeabilidade aumentada e retenção e facilidade de conjugação com sondas específicas de marcadores malignas. Portanto, a sua preparação para uma injecção directa na corrente sanguínea é percebida como um sistema viável 10, 11, 12, 13. No entanto, este procedimento continua a ser problemática, com a maioria das partículas tornar-se capturado pelo sistema de fagócitos mononucleares 10, 11, 12. Além disso, outra preocupação é a estabilidade óptica e bioquímica das partículas após a circulação através do corpo 14. Quando as partículas perdem sua estabilidade coloidal e agregados, as suas características plasmonic e dinâmicas de transferência de calor pode sofrer de acoplamento plasmonic 15, 16, 17 e cross-superaquecimento 18.

Mais recentemente, a noção de explorar o tropismo de macrófagos associados a tumores emergiu como uma alternativa inteligente 19, 20, 21. Estas células manter uma capacidade inata para detectar e permeiam tumores com alta especificidade. Portanto, uma das perspectivas pode ser a de isolar essas células de um paciente, carregá-los com nanobastões de ouro in vitro e depois injetá-las de volta para o paciente, com a intenção de usá-los como veículos celulares responsáveis ​​pela entrega. Outra vantagem seria a ganhar mais controle sobre a estabilidade óptica e bioquímica das partículas, por causa de sua interface biológica seria construída in vitro. Ainda assim, os desempenhos destes veículos celulares como agentes de contraste óptico precisa de uma análise crítica.

Neste trabalho, nós descrevemos a preparação e questões críticas de Cellulveículos AR contendo nanobastões de ouro para a imagem PA de câncer. Nanorods ouro PEGilados são modificados com compostos de amónio quaternário 22, a fim de obter um perfil de catiónico que é esperado para promover as suas interacções com membranas plasmáticas 23, 24. Estas partículas passam por absorção eficiente e inespecífica da maioria dos tipos celulares, esperançosamente sem interferir muito com as suas funções biológicas. macrófagos murinos são carregados com até um máximo de 200, 000 nanobastões de ouro catiônicos por célula, que se tornam situam no interior de vesículas de endocitose apertados. Esta configuração deve surgir preocupação, por causa da ameaça de acoplamento plasmonic e cross-sobreaquecimento dentro destas vesículas. Portanto, os macrófagos são incorporados em hidrogéis biopolimêricos que imitam tecidos biológicos, a fim de verificar que a maior parte da estabilidade do PA conversão das partículas é retido na transferência do meio de crescimento para as vesículas endocíticas. effectivcritérios de medição e são trabalhados, a fim de medir a estabilidade da conversão PA em condições de interesse imediato para a imagem latente PA. Um limiar remodelar está configurado bem no início da instabilidade óptica após um trem de 50 pulsos de laser com a taxa de repetição típico de 10 Hz.

Estamos confiantes de que estes resultados podem dar um impulso para o desenvolvimento de novas estratégias para entregar partículas plasmonic a tumores.

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Protocol

Nota: Todas as concentrações de ouro nanorods são expressos em termos de Au molaridades nominais. Para efeito de comparação com outras obras, note que 1 M Au corresponde aproximadamente a 20 um nanobastões de ouro, no nosso caso.

1. Preparação de Cationic ouro nanobastões

Nota: O método começa com a síntese de brometo de cetrimónio (CTAB) nanorods ouro -capped por a redução autocatalítico de HAuCl 4 com ácido ascórbico, de acordo com o protocolo apresentado por Nikoobakht et al 25 e adaptado de acordo com Ratto et al 26... Em seguida, esses nanobastões de ouro são modificados, a fim de ganhar mais biocompatibilidade e afinidade para membranas plasmáticas, pela combinação de polietilenoglicol vertentes 10, 11, 27, 28 e compostos de amônio quaternário 22.

  1. Purificar 24 ml CTAB-tampado nanobastões de ouro em um ConcentraçãN de 450 uM Au por dois ciclos de centrifugação (12000 xg, 30 min) e decantação. Certifique-se de que a razão entre o volume morto para o volume inicial é de cerca de 1/200 ou inferior para todos os passos de centrifugação neste protocolo. Use CTAB 500 uM aquoso tal como uma solução de lavagem e, finalmente, transfere as partículas em tampão de acetato de 6 ml de 100 mM a pH 5, contendo 500 uM de CTAB e 0,005% (v / v) de polissorbato 20.
  2. Adicionar 30 ul de 10 mM de solução aquosa de alfa-metoxi-omega-mercapto-poli (etilenoglicol) (PM ~ 5000) e deixar a reagir durante 30 min a 37 ° C.
  3. Adicionar 30 ul de 100 mM de (11-Mercaptoundecyl) - N, N, N-brometo de trimetilamónio em sulfóxido de dimetilo e deixar em repouso durante 24 h a 37 ° C.
  4. Em seguida, adicionar 18 mL de 0,005% (v / v) de polissorbato 20 em água e purifica-se estas partículas por quatro ciclos de centrifugação (12000 xg, 30 min) e decantação. Use 0,005% (v / v) de polissorbato 20 em água como solução de lavagem e, finalmente, transfere as partículas em 2,4 ml de PBS estéril, a pH7.4. A concentração nominal final do ouro é de 4,5 mm.

2. Carregamento de Murino macrófagos com ouro nanobastões

  1. Utilizar a linha de células de monócitos / macrofágica J774A.1 e DMEM suplementado com 10% de soro fetal bovino, glutamina 1 mM, 100 unidades / ml de penicilina e 100 ug / ml de estreptomicina como meio de cultura. Placa de 5 x 10 5 células em quatro placas de Petri de 60 mm de diâmetro e permitir-lhes crescer durante 24 h, de modo a ser subconfluentes no momento de desprendimento (ver passo 2.2).
    1. Durante todo o protocolo, manter as células em condições de cultura padrão (37 ° C, 5% de CO2, 95% de ar e 100% de humidade relativa). Use uma câmara de fluxo laminar e equipamentos de proteção pessoal adequado para manipular as células.
  2. Após 24 h, carregar as células com nanobastões de ouro catiônicos e prepará-los para ser incorporado em filmes de quitosana:
    1. A fim de permitir que as partículas a ser absorvido pelas células, adiciona-se uma alíquota de 4,5Au mM nanorods ouro catiónico em PBS em cada caixa de Petri, de modo a atingir uma concentração final de 100 uM de Au. Deixar os pratos de Petri em incubação durante 24 horas.
    2. Em seguida, observe as células sob um microscópio óptico para confirmar as suas boas condições eo upload. As células devem exibir a sua morfologia normal e um número de vesículas intracelulares escuras. Separe as células por um raspador, fundir os de duas placas de Petri, a fim de alcançar uma quantidade adequada de células para os seguintes passos (pelo menos 2 x 10 6 células), e centrifuga-se-lhes (120 xg, 6 min) para eliminar quaisquer excesso de ouro nanorods catiónicos. O pellet celular deve olhar quase preto.
    3. Suspende-se o sedimento em 2 ml de PBS e contar as células pela utilização de uma câmara de Burker. Centrifugar a suspensão contendo 2 x 10 6 células (120 x g, 6 min) e fixar sua sedimento em 2 ml de 3,6% (w / v) de formaldeído em PBS, durante dez minutos à temperatura ambiente. Finalmente, lavar este sedimento três vezes por centrifugatde iões (120 xg, 6 min), a fim de remover o fixador. Use PBS como solução de lavagem.

3. incrustação de macrófagos em Películas de quitosano

Nota: As propriedades peculiares de quitosana 26, 27, 28, 29 são exploradas para produzir fantasmas biomiméticos que contêm macrófagos corados com nanobastões de ouro catiônicos. No que diz respeito a outros hidrogeles, tais como agarose, quitosano permite filmes que são muito mais forte e mais fino, que é crítico para microscopia PA 6. A fabricação desses fantasmas é realizada de acordo com protocolos anteriores 29, 30, 31, com algumas modificações, conforme prescrito no os seguintes 30.

  1. Prepara-se uma acidificada (pH 4,5, obtidos por adição de ácido acético) e viscoso 3% (w / v) de quitosano de baixo peso molecular (PM médio de 120 kDa) solução, misturá-lo completamente edeixá-lo homogeneizar durante 24 h a 40 ° C.
  2. Em seguida, misturar macrófagos de murino contendo ouro nanorods catiónico (2 X 10 6 células) com 500 ul de solução de quitosano.
  3. De modo a obter ~ 50 um de espessura fantasmas, despeje 250 mg da mistura em moldes de 1,91 cm 2 de poliestireno e deixá-los sob uma corrente de azoto durante 24 h. Posteriormente, o tratamento destas amostras com 500 uL de NaOH 1 M, de modo a induzir a reticulação, e lavá-los com 10 ml de água ultrapura.

4. Teste de Estabilidade Conversão de Fotoacústica

Nota: A estabilidade da conversão PA é investigada por meio de experimentos PA com a instalação de fabricação caseira que é descrito na ref 6.

  1. Suspender um filme de quitosano contendo os macrófagos em água desionizada, por exemplo, pelo uso de um suporte de plástico imersas em uma placa de Petri, de modo a manter uma distância de aproximadamente 5 mm da parte inferior da placa. Coloque esta placa em um estágio XY micrométricaa fim de controlar a posição da amostra.
  2. Concentre-se um feixe de laser com ~ 5 duração nseg pulso em ressonância com a banda plasmónico longitudinal dos nanorods ouro (por exemplo, a partir de um oscilador paramétrico óptico bombeado pela terceira harmónica de um laser de Nd comutação-Q: YAG com o comprimento de onda de 400 - 2500 nm e duração de impulso de 5 ns) perpendicular à superfície da película com um diâmetro do ponto ~ 300 uM.
    1. Coloque um atenuador em frente da saída do laser para ajustar a fluência do laser e utilizar um divisor de feixe para incidir parte do feixe de laser a um medidor de energia (por exemplo, um detector piroeléctrico) e monitorizar as flutuações de fluência. Manter a fluência óptica abaixo de ~ 1 mJ / cm2, por impulso durante o alinhamento. Utilize óculos de segurança a laser adequada sempre que o laser é ligado.
  3. Mergulhar um transdutor de ultra-sons (gama de frequência de 1 - 20 MHz) para a placa de Petri ~ 2 milímetros fora da superfície da película e ajustar a sua posição utilizando as traduções micrométricase fases de rotação para maximizar o sinal PA emitida a partir do filme.
  4. Determinar uma fluência sonda F LO que não danificar a amostra 6:
    1. Irradiar um ponto aleatório da amostra a uma fluência de cerca de 1 mJ / cm2, por impulso de pelo menos 500 pulsos. Para cada pulso, PA adquirir o sinal correspondente a partir do transdutor de ultra-sons e de fluência laser a partir do medidor de energia com um osciloscópio. Nomeie a fluência médio como teste F LO.
    2. Calcular a intensidade do sinal de PA como a sua amplitude de pico-a-pico em função do número de impulsos. A fim de contrabalançar as flutuações de intensidade de laser, normalizar a amplitude de cada sinal de PA para o rácio do seu próprio fluência a julgamento F LO. Analisar a tendência de a intensidade normalizada PA como uma função do número de impulsos e verificar a sua estabilidade ao longo do tempo.
    3. No caso de instabilidade, repita os passos 4.4.1 a 4.4.3 com um valor menor de F LO ensaio F LO superior em ~ 10%, até uma perda de estabilidade surge. Defina a sonda fluência F LO como o segundo valor mais alto de julgamento F LO, que garante estabilidade.
  5. Meça uma fluência limiar reformulação:
    1. Escolha outro ponto aleatório da amostra e sondar uma intensidade PA média (I LO a) mais de 500 pulsos a F LO.
    2. Definir uma fluência nominal superior a F LO e entregar 50 pulsos. Nome sua influência média, como F exc.
    3. Sondar uma intensidade média PA (I LO b) mais de 500 pulsos a F LO mais uma vez. Calcular a relação R = I LO b / I LO a. Um valor de R abaixo da unidade dá provas de uma alteração irreversível das propriedades ópticas da amostra.
    4. Utilizar a plataforma XY micrométrico para mover o filme e alterar o poinT da amostra ao acaso. Repita os passos 4.5.1 a 4.5.4 com diferentes valores de F iva, de modo a levar alguns valores de R abaixo, em torno e acima da unidade. 15 pontos são razoáveis.
    5. Lote R como função de F exc e identificar o limite de fluência F remodelação th como valor que quando R começa a variar de um para além incerteza estatística. 6

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Representative Results

Aqui, a viabilidade de veículos celulares contendo nanobastões de ouro para a imagem PA de câncer é mostrado juntamente com resultados típicos de protocolo.

As imagens por MET da Figura 1 mostram o aspecto habitual das partículas após o passo 1 e os seus veículos celulares após o passo 2. A preparação das partículas e das células para imagiologia MET é descrita na literatura 17. nanobastões de ouro catiônicos passar por uma acumulação maciça em macrófagos, que mantêm a sua morfologia normal. As partículas são encontrados para ser confinado dentro de vesículas de endocitose apertados.

A Figura 2a mostra uma imagem de transmissão óptica de macrófagos contendo ouro nanorods catiónicos e disperso num fantasma de quitosano após o passo 3. Como provado pela presente micrografia, a inclusão no hidrogel de quitosano não faz umffect a morfologia celular. As células são bem dispersos em toda a amostra. Controlos de filmes contendo quitosana nanorods ouro sem células são homogéneas. A figura 2b mostra que a banda plasmónico típico de nanorods ouro é mantida quando as partículas são absorvidos pelos macrófagos, consistente com o nosso trabalho anterior 14, 32. Portanto, os efeitos tais como acoplamento plasmonic na segregação em vesículas de endocitose e uma absorção diferencial de partículas com diferentes tamanhos e formas que coexistem em um colóide polydisperse 28, 33 não desempenham um papel importante nestes protocolos. Figura 2B também prova a viabilidade de quitosana como um fantasma óptico.

A Figura 3 mostra a tendência de R como função de F exc medido de acordo com o passo 4 e dá uma ideia de os dados e a análise que são requeridos para a determinação de F th como por etapa 4.5.5. F th foi encontrado para ser (11 ± 1) mJ / cm 2 neste exemplo. Medições PA nesta amostra deu sinais com relação sinal-ruído (SNR) superior a 20, quando em média mais de 500 pulsos em alguns mJ / cm 2, que proporciona alta precisão para a investigação da estabilidade da conversão PA dos veículos celulares.

figura 1
Figura 1. Cationic nanorods ouro e macrófagos caracterização, uma: imagem TEM (650 × 500) nm 2 de nanorods de ouro tal como sintetizada; b, c e d:., Respectivamente, (13 x 8,6) 2 uM, (2,3 x 1,7) 2 jiM e (870 × 650) nm 2 imagens TEM de macrófagos tratados com nanobastões de ouro catiônicos. A aparência deas partículas no painel d é afetado por sua inclinação na célula. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2
Figura 2. A quitosana caracterização filme um:. Image de transmissão óptica de macrófagos contendo nanobastões de ouro catiônicos e dispersas em um fantasma quitosana b:. Espectros de extinção óptica de fantasmas de quitosana contendo nanobastões de ouro sem células (linha preta sólida, amostra de controlo) e macrófagos contendo ouro nanobastões (quebrado linha vermelha). por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

<img alt = "Figura 3" src = "/ files / ftp_upload / 53328 / 53328fig3highres.jpg" width = "350" />
Figura 3. Cellular veículos fotoestabilidade. Rácio R das intensidades de I LO tomadas antes e após a irradiação em cada F exc contra F exc. As barras de erro originam das flutuações de sinal de F LO. O limiar de remodelação é extraído a partir destes dados como R desce abaixo da unidade. A linha sólida vermelha serve como um guia para os olhos. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

A noção alvejar macrófagos associados a tumores está a emergir como um conceito poderoso para combater o câncer 34, 35, 36. Aqui, em vez de sua destruição, essas células são recrutados como veículos celulares para trazer nanobastões de ouro em um tumor, pela exploração do seu tropismo. Esta perspectiva requer um design inteligente das partículas, a sua integração nas células e sua caracterização. Verificou-se que a fotoestabilidade de macrófagos murinos carregados com ouro nanorods catiónicos não sofrem com o confinamento de partículas dentro de veículos endocíticos, o que implica que o seu acoplamento e plasmónico cruzada sobreaquecimento não são críticos. Nossa hipótese é que os fios de PEG e a incidência de formas que são fora de ressonância, como nanoesferas de ouro, evitar que as partículas de entrar em contacto muito apertado, que é sobre os seus diâmetros 17 (cerca de 10 nm) e um comprimento de difusão térmica (cerca de 30 nmem 5 ns) para o acoplamento plasmonic e cross-superaquecimento, respectivamente.

O protocolo é inovador em relação aos métodos existentes no desenho das partículas e da investigação da sua fotoestabilidade. O projeto de nanobastões de ouro de acordo com a etapa 1 combina a observação por Vigderman et al. 22 que quaternário compostos de amónio são capazes de conduzir uma absorção maciça de nanobastões de ouro em vesículas de endocitose e a noção de que células agentes penetrantes com um perfil catiônica 24, 37 maio ser incorporado dentro de um PEG desembolsar 38 e permanecem funcionais, ao ganhar a estabilidade coloidal e biocompatibilidade 28. Com efeito passo 1 assemelha-se o método por Yuan et al. 38, com a substituição dos péptidos de penetração de células com compostos menores e mais baratos de amónio quaternário. Com estas modificações, nanobastões de ouro catiônicos são multifuncionais e sustentável. Uma vez que estes particlES destinam-se como agentes de contraste para imagiologia de PA, PA uma sonda ideal para testar as suas características funcionais. A medição da estabilidade de conversão PA pela definição de um limite remodelar no passo 4 é quantitativo e reprodutível, que são características únicas no quadro da literatura científica. Além disso, nota-se que este método não requer uma calibração do equipamento PA.

As etapas críticas no âmbito do protocolo incluem a fabricação das películas de quitosano para inspeccionar os veículos celulares em termos da sua eficácia como agentes de contraste para imagiologia de PA. A quitosana é um biopolímero de cadeia linear que compreende os resíduos de glucosamina e N-acetil glucosamina unidas por ligações 1,4-glicosídicas. Algumas características físico-químicas do quitosano, tais como o tamanho do poro, porosidade e propriedades mecânicas, bem como a sua versatilidade e praticidade, fazem dele uma escolha ideal para a fabricação de hidrogeles na forma de películas finas ou membranas porosas 29, 39, 40. Por outro lado, a espinha dorsal de polissacárido quitosano é estruturalmente semelhante ao glicosaminoglicanos, o principal componente da matriz extracelular dos tecidos conjuntivos, que tenha promovido a sua utilização para biomimética de engenharia e de suporte das células andaimes-41. No geral, os hidrogéis de quitosana apresentam módulos térmicos e elásticas que são representativos do tecido conjuntivo 29, 41, 42, que é ideal para testes de PA. Cuidados devem ser tomados para alcançar filmes com a espessura adequada (50 mm), baixa turbidez óptica e boa homogeneidade. Note-se que as doses administradas na etapa 3 foram optimizados. A suspensão viscosa de macrófagos murinos em quitosano deve ser misturado com diligência acordo com o passo 3.2. Com estas instruções, estes filmes já foram utilizados para comparar a estabilidade da conversão de PA nanorods de ouro de tamanho diferente 6.

Possible modificações do protocolo incluem a preparação dos nanorods ouro catiónicos e veículos celulares em Passos 1 e 2. O método no passo 1 pode ser sujeita a melhorias adicionais, por exemplo, através da substituição do agente de penetração celular ou o comprimento do PEG fios, etc., de modo a minimizar qualquer interferência com a fisiologia dos macrófagos associados a tumores. A utilização de ligandos que são específicas para macrófagos pode ser uma opção 43. Outros parâmetros que afectam a absorção das partículas incluem o seu tamanho e forma 33 e o seu revestimento inorgânico. Por exemplo, uma concha de sílica pode dar uma combinação de internalização elevada 44, a estabilidade óptica 17 contra a agregação e a estabilidade do PA 7, à custa de mais sofisticação e material mais exterior. Conjecturamos que a via endossomal de internalização pode ser um efeito comum 33, 43, 44 45. Um exame critico das células a partir do passo 2 está em curso e o melhor arranjo de contraste óptico, viabilidade e actividade quimiotáctica in vitro e in vivo podem exigir ainda ajustar a dosagem das partículas plasmonic em termos de concentração e a duração da incubação. Embora a morfologia das células e as provas preliminares em nossas mãos sugerem a citotoxicidade baixa, a investigação destes parâmetros está fora do escopo deste trabalho. Outra perspectiva seria para reproduzir passo 2 com outras células do sistema imunológico 46 e células primárias, que podem ser escolhidos numa base de caso-a-caso. De facto, especula-se que a noção de modular a absorção das partículas com o seu potencial electrocinético é mais versátil.

Limitações do protocolo incluem a necessidade de utilização de células fixas, em vez de células vivas, porque as prescrições no passo 3 são incompatíveis com a preservação da CELviabilidade lular. Outras restrições relacionadas com a necessidade de um SNR suficiente para a determinação de uma fluência sonda no passo 4.4, o que traduz uma combinação suficiente de absorvência óptica e fotoestabilidade do filme.

Em conclusão, nós descrevemos um protocolo inovador para preparar e realizar uma caracterização funcional de veículos celulares que são viáveis ​​como agentes de contraste para imagem fotoacústica. Descobrimos que a introdução de ouro nanorods em macrófagos de murino não afeta negativamente a sua fotoestabilidade. O foco do nosso trabalho atual é sobre a fisiologia dessas células, com uma atenção especial para a sua viabilidade e actividade quimiotáctica. No futuro, este método deve ser testado para investigar a preparação de veículos celulares diferentes contendo diferentes soluções de agentes de contraste óptico. A sonda PA também podem servir para testar a targetability de agentes de contraste ópticos para células malignas in vitro,sem a utilização de veículos celulares.

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Disclosures

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Acknowledgments

Este trabalho foi parcialmente apoiado pela Regione Toscana e da Comunidade Europeia no quadro da bolha ERANET + Projetos LUS e BI-TRE.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Cavigli, L., Tatini, F., Borri, C.,More

Cavigli, L., Tatini, F., Borri, C., Ratto, F., Centi, S., Cini, A., Lelli, B., Matteini, P., Pini, R. Preparation and Photoacoustic Analysis of Cellular Vehicles Containing Gold Nanorods. J. Vis. Exp. (111), e53328, doi:10.3791/53328 (2016).

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