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Bioengineering

Synthese von Gold-Nanopartikeln Integrated Photo-responsive Liposomen und Messung ihrer Mikroblasen Kavitation auf Pulse Laseranregung

Published: February 24, 2016 doi: 10.3791/53619

Summary

Dieses Protokoll beschreibt eine einfache Herstellungsmethode für Gold-Nanopartikel integriert fotoempfindlichen Liposome mit den im Handel erhältlichen Materialien. Es zeigt auch, wie die Mikrobläschen Kavitationsprozess der synthetisierten Liposomen bei der Behandlung von gepulsten Laser zu messen.

Introduction

Die Möglichkeit, Arzneimittel-Freisetzung durch externe Stimuli ausgelöst wird eine attraktive Möglichkeit, die Drogen in räumlich, zeitlich-und Dosierung gesteuerten Moden mit maximierter Spezifität und minimalen Nebenwirkungen zu liefern. Unter einer Vielzahl von exogenen Stimuli reagierende Systeme (Licht, Magnetfeld, Ultraschall, Mikrowellen-Strahlung), lichtgesteuerten Plattformen sind attraktiv, wegen ihrer Nicht-Invasivität, Einfachheit und Anpassungsfähigkeit in den Kliniken. 1 Umfangreiche Forschung in den letzten zehn Jahren eine Vielzahl von Plattformtechnologien, wie beispielsweise im nahen Infrarot-Licht verantwortlich Gold (Au) Nanokäfige beschichtet mit intelligenten Polymeren, zwei Foto-labile polymere Nanopartikel (NP) konjugiert mit Drogen, 3 und selbstorganisierten porphysome Nanovesikeln zur Verfügung gestellt hat. 4 jedoch sind diese Technologien noch in den präklinischen Entwicklungsstadien, und ein klares Verständnis und die Optimierung der Parameter in den Prozess der Einleitung und Fortsetzung beteiligt erfordernWalzen der Wirkstofffreisetzung.

Eine der einfachsten und leicht zugängliche Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems ist Gold-Nanopartikeln mit wärmeempfindlichen Liposomen 5,6, von denen beide weithin auf dem Markt verfügbar sind, zu integrieren und haben in präklinischen und klinischen Studien noch ausgiebig untersucht worden. Trotz der Beschränkung der tiefen Gewebe Aktivierung von Gold-Nanopartikeln an ihren plasmonischer Wellenlänge im Vergleich zu im nahen Infrarotbereich aktiviert Au-Nanostrukturen (zB Nanokäfige), dieses System hält immer noch sehr vielversprechend, wenn bei Kleintieren oder für topische Verabreichung beim Menschen eingesetzt. 7 Es gibt einige frühe Bemühungen in Kombination Gold-Nanopartikeln mit Liposomen für Licht ausgelöste Freisetzung. 8-11 Während die meisten von ihnen auf der Neuheit von Materialien konzentrieren, Zugänglichkeit und Skalierbarkeit Probleme müssen angegangen werden. Darüber hinaus Berichte über Freigabemechanismen dieser Nanotransporter verwenden, sind noch begrenzt.

Hierbei ist die Herstellung von fotoempfindlichenLiposomen gleichzeitig mit Drogen und hydrophilen Gold-Nanopartikel geladen ist beschrieben worden. Calcein wird als Modellverbindung verwendet, um die Verkapselungseffizienz und das Freisetzungsprofil des Systems zu bewerten. Zusätzlich wird in diesem System Licht, das von Gold-Nanopartikeln absorbiert leitet an die umgebende Mikroumgebung in Form von Wärme, was zu einer Erhöhung der lokalen Temperatur. Luftmikrobläschen während der Lasererhitzung und verursachen mechanische Zerstörung von Liposomen (Figur 1) erzeugt. Der Mechanismus der Mikrobläschen Kavitation wird durch Hydrophonmessungen bestätigt.

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Protocol

1. Vorbereitung

  1. Saubere 100 ml Rundkolben mit Königswasser (1 Teil konzentrierter Salpetersäure (HNO3) und 3 Teilen konzentrierter Salzsäure (HCl)) und waschen Sie die Flaschen mit DI-Wasser. Autoklavieren der Kolben und trocknen Sie sie in einem Heißluftofen bei 100 ° C für 15 min. Wickeln Sie und speichern Sie die sterile Fläschchen bis zur Verwendung.
  2. Sterilisieren des Hand Mini-Extruder Satz mit 70% Ethanol.
  3. Schalten Sie den Rotationsverdampfer und stellen Sie die Temperatur des heißen Wasserbad und den Kühlturm bei 37 ° C und 4 ° C auf.
  4. Vorbereitung 60 mM Calcein Stammlösung durch Auflösen von 374 mg von Calcein in 10 ml von 0,1 mM phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) (pH 7,4). Den pH-Wert auf 7,4 mit 1 M Natriumhydroxid (NaOH) -Lösung.

2. Synthese von Liposomen

  1. Entfernen der Lipide (1,2-Dipalmitoyl- sn-glycero-3-phosphocholin (DPPC), 1-Palmitoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphochoLeitung (MPPC) und 1, 2-Distearoyl- sn-glycero-3-phosphoethanol-Amin- N - [Carboxy (Polyethylenglykol) -2000] (Ammoniumsalz) (DSPE-PEG2000)) aus dem Gefrierschrank (-20 ° C) und tauen sie auf RT.
  2. Wiegen 15,9 mg DPPC, 1,3 mg gängigste Preisklasse und 2,8 mg DSPE-PEG2000. Man löst sie in 2 ml Chloroform zusammen.
  3. Übertragen der Chloroform-Lösung in den sterilen Kolben mit rundem Boden und verdampfe das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck unter Verwendung eines dünnen, trockenen Lipidschicht zu bilden.
  4. Hydrat der Lipidschicht bei 45 ° C mit 2 ml wässrige Lösung 30 min enthält, 1,95 ml 60 mM Calcein, hergestellt in Schritt 1,4 und 50 & mgr; l Gold-Nanopartikel (3,36 × 10 16 Partikel / ml).
  5. Vorheizen Heizblock auf 45 ° C. Legen Sie eine 200 nm Polycarbonat-Membranfilter zwischen den Filterträger und montieren Sie den Mini-Extruder-Set. Schauen Sie sich die möglichen Leckagen mit DI-Wasser.
  6. Füllen einer der Spritzen mit 1 ml Liposomenlösung aus Schritt 2.4 und EXTRUde der Probe, indem die Lösung auf die Spritze am anderen Ende des zusammen Mini-Extruder verläuft. Wiederholen Sie 11 mal.
  7. Führen Sie die synthetisierten Liposomen durch eine PD-10 Entsalzungssäule der freien Gold-Nanopartikeln, Lipide und Calcein unter Verwendung von PBS als Laufmittel zu entfernen, dem Protokoll des Herstellers nach.
  8. Lagern Sie die Proben in sterilen Röhrchen bei 4 ° C und in 2 Tagen nutzen.

3. Calceinfreisetzung von Liposomen mit Heizung

  1. Berechnen der Lipid Molarität der Vorratslösung durch die Molaritäten von DPPC, MPPC Addition und DSPE-PEG2000 in Schritt 2.2. Verdünne die Liposomenstammlösung zu 5 mM Lipidkonzentration unter Verwendung von 0,1 mM PBS-Puffer (pH 7,4). Übertragen Sie die Proben in ein Zentrifugenröhrchen (2 ml).
  2. Das Röhrchen wird in ein heißes Wasserbad, und erhöhen die Temperatur nach und nach von 25 bis 70 ° C. Erhöhen der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 1 ° C / min zu.
  3. Sammeln Aliquots (10 ul) bei verschiedenen Temperaturpunkten (27, 32, 37, 39, 41,43, 45, 52, 57, 62, 67 und 70 ° C).
  4. Zugabe von 10 ul 2% Triton X-100 2 ml Aliquot von liposomalen Lösung, die die Liposomen für 10 min bei RT zu verdauen und vollständigen Freisetzung von Calcein zu erzielen.
  5. Übertragen Sie 200 ul der liposomalen Lösung in jede Vertiefung der 96-Well-Mikroplatten und messen die Fluoreszenzintensität der gesammelten Proben eine Fluoreszenz-Mikroplattenlese verwenden. Die Anregungs- und Emissionswellenlängen von Calcein sind 480 und 515 nm auf.
  6. Unter dem Fluoreszenzintensität der Triton X-100 behandelten Proben als 100% Release, berechnen den Anteil des frei Calcein zu jedem Zeitpunkt, nach der Formel:
    Formel 1
    Ft ist die Fluoreszenzintensität bei einer gegebenen Zeitpunkt Lösung. F i und F x die normalisierten Anfangs- und End-Fluoreszenzintensitäten der Lösung sind.

4. Calcein ReLeasing von Liposomen mit Pulsed Laser

  1. Übertragen Sie 100 ul Liposomen-Lösung zu einer Quarzküvette und legen Sie sie in einem Küvettenhalter. Verwenden eines gepulsten Nd: YAG-Laser mit einer Pulsdauer von 6 ns bei 532 nm Wellenlänge als Lichtquelle. Verwenden Sie das folgende Laserparameter - Wiederholungsrate: 1 Hz; Laserenergiedichte: 1 mJ / cm 2; Strahldurchmesser: 0,5 mm.
  2. Führe den kollimierten Laserstrahl durch die Küvette so dass das Licht durch die Liposomenlösung und sammeln Aliquots nach verschiedenen Impulse.
  3. Zugabe von 10 ul 2% Triton X-100 2 ml Aliquot von liposomalen Lösung, die die Liposomen für 10 min bei RT zu verdauen und vollständigen Freisetzung von Calcein zu erzielen.
  4. Calcein Anbetracht ist lichtempfindlich und können während der Laser Experiment Prämaß der bleichenden Wirkung gepulster Laser auf Calcein Lösung zur Normalisierung der Daten von Liposomenfreigabe gebleicht werden.
    1. Insbesondere Calcein-Lösung (60 mM) auf gepulste Laser wi aussetzenth Frequenz von 1 Hz für variierende Impulszahlen (0, 25, 50 und 100). Messen der Fluoreszenzintensität von Calcein mit Anregungs- und Emissionswellenlängen von 480 und 515 nm jeweils vor und nach der Laserbelichtung.
    2. Berechnen Sie die Menge an Bleich (Fluoreszenzintensität von Calcein vor der Laserbelichtung / Fluoreszenzintensität von Calcein nach dem spezifischen Impulszahl). Verwenden dieser Faktor die Werte aus Liposom erhaltenen Proben zu normalisieren, indem die Fluoreszenzintensität der Liposomen mit dem Faktor multipliziert wird.
  5. Messen der Fluoreszenzintensität des aufgefangenen Probe eine Fluoreszenzmikroplattenlesegerät bei Anregungs- und Emissionswellenlängen bei 480 und 515 nm unter Verwendung von jeweils.
  6. Unter dem Fluoreszenzintensität der Triton X-100 behandelten Proben als 100% Release, berechnen den Anteil des frei Calcein bei jedem Pulszahl, nach der Formel:
    Formel 1
    i und F x die normalisierten Anfangs- und End-Fluoreszenzintensitäten der Lösung sind.

5. Messung der Druckimpulse

  1. Zeigen 100 ul der Probe auf einen Objektträger und den Fokus des Lasers auf die Probe.
  2. Tauchen eine Nadel Hydrophon (1 mm Durchmesser und 450 nV / Pa Empfindlichkeit) in die Lösung.
    Achtung: Das Hydrophon darf nicht durch das Laserlicht beleuchtet werden, um die Beschädigungen zu vermeiden.
  3. Bestrahlen der Probe mit dem gepulsten Laser mit unterschiedlichen Impulszahlen (0-100) und Pulsenergie (20-160 & mgr; J / Impuls).
  4. Nehmen Sie die Drucksignale ein digitales Oszilloskop.

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Representative Results

10: 4 oder 7,95: 0,65: Liposomen wurden in einem Molverhältnis von 86 ein herkömmliches Dünnfilm Hydratation Technik mit DPPC, MPPC und DSPE-PEG2000 aufgestellt. 1,39 mg / ml 12 Die Größe der Gold-Nanopartikel ist entscheidend, das Licht zu ermitteln, Umwandlungswirkungsgrad während des folgenden Laseranregung Experiment zu erhitzen. Kleiner die Größe von Gold-Nanopartikeln, höher ist die Wandlereffizienz. 13 So 5 nm Gold-Nanopartikeln, die kleinsten Proben des Anbieters wurden zur Verkapselung gewählt. Während der Synthese, feuchtigkeitsspendende Medium Gold-Nanopartikeln und Calcein enthielt, wurden multilamellare Bläschen zu erzeugen, die dann an Größe unterworfen waren Extrusion und Gelfiltrationschromatographie, um die freie Gold-Nanopartikeln und Calcein entfernen.

Calcein ist ein hydrophiles Fluoreszenzfarbstoff im wässrigen Kern der Liposomen in einer Konzentration von 60 mM eingekapselt ist. Bei so hohen Konzentrationen, die Fluoreszenz von calcein selbst löscht. Jedoch ist Calcein verdünnt, wie es aus den Liposomen freigesetzt wird, was Wiederzunahme Fluoreszenz ausgelöst Wirkstofffreisetzung zeigt. 14 über diese Eigenschaft von Calcein-Liposomen Unter Berufung wurden verdünnt bis 5 mM und die Antwort der liposomalen System der Temperaturänderung war beobachtete. Wie in 2A angezeigt ist, unabhängig von der Anwesenheit von Gold-Nanopartikeln wurden die Liposomen bei der physiologischen Temperatur fast intakt (dh 37 ° C) mit einem Leckage Prozentsatz von weniger als 10%. Wenn jedoch die Temperatur auf 42 ° C (leicht oberhalb der Übergangstemperatur der Lipide) erhöht worden war, 60% -80% des eingekapselten Calcein aus Liposomen innerhalb von 2 min freigesetzt. Kein signifikanter Unterschied in der Freisetzung Prozentsatz innerhalb der Liposomen ohne und mit Gold-Nanopartikeln beobachtet, wenn der Auslöse Hitze ausgelöst werden. Dies ist aufgrund der Phasenübergangstemperatur des Systems. Darüber hinaus ist die schnelle und effiziente Freisetzung aufgrund der PreseNCE von 10% MPPC, die die Durchlässigkeit der Liposomendoppelschicht bei der Übergangstemperatur erhöht.

Als nächstes wurde der Calcein-Freisetzung aus Liposomen bei Laserbestrahlung untersucht. Die liposomale Lösung wurde in einer Quarzküvette genommen, die in einem Küvettenhalter getätigt. 532 nm Nd: YAG-Impulslaser mit einer Impulsdauer von 6 ns und einer augenblicklichen Leistungsdichte von 166,67 kW / cm 2 wurde auf die liposomale Lösung konzentriert. Aliquots der Proben wurden bei unterschiedlichen Impulszahlen gesammelt (0, 25, 50 und 100), in dem die Impulsfrequenz bei 1 Hz festgelegt wurde. Die Proben wurden sofort in ein Mikrozentrifugenröhrchen überführt und in ein Eisbad gestellt. Dies ist eine weitere Freisetzung von Calcein zu verhindern. Der Laser wurde abgeschaltet, während der Proben zu sammeln. Wie in 2B gezeigt, Liposomen mit Gold-Nanopartikeln Freigabe der eingekapselten Calcein bei Anregung, bei der die Menge an freigesetztem Calcein als Impuls num erhöhteglieder erhöht.

Der letzte Schritt war, den Mechanismus der Calcein-Freisetzung aus den Liposomen mit Hydrophon zu studieren. 3A das akustische Signal für Gold-Nanopartikeln (rot), Liposomen mit Gold-Nanopartikeln (schwarz) und Liposomen ohne Gold-Nanopartikeln (blau) aufgenommen ist. Während Gold-Nanopartikel und Liposomen mit Gold-Nanopartikeln charakteristische Druckwellensignale zeigte, wurde kein Signal von Liposomen ohne Gold-Nanopartikeln beobachtet. Der Druckimpuls enthält positive und negative Phasen (Einschub in Abbildung 3A). Es deutet darauf hin, dass Mikrobläschen (positive Phase) bilden und unterbrechen (negative Phase) in der Lösung. Die maximale und die Minimalwerte der aufgezeichneten Höhepunkt in den Gold-Nanopartikel-haltige Liposomen waren 0,00093 und -,00074 V beziehungsweise. Schließlich wurden die durchschnittliche Maxima und Minima der Druckimpulse als eine Funktion der zunehmenden Laserenergie berechnet. Wie zu erwarten, die Akustik Signalamplitude allmählich mit der zunehmenden Lasers erhöhtEnergie (3B). Dies sollte der erhöhten Intensität der Schwingung der an die nachfolgende thermoelastischen Expansion und Kontraktion zuzuschreiben Teilchen liegen. 15,16

Abbildung 1
Abbildung 1. Die vorgeschlagene Wirkstofffreisetzungsmechanismus der fotoempfindlichen Liposomen: Gold-Nanopartikeln (rote Punkte), wenn sie bestrahlt werden, erzeugen Mikrobläschen, die die Liposomenmembran stören und damit Calcein Auslöser Calcein, selbstlösch in Liposomen (wie gezeigt), fluoresziert. wie zum umgebenden freigegeben werden. Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 2
Abbildung 2. <strong> Wärme- und Impulslaser ausgelöste Freisetzung von Calcein aus Liposomen (A) Prozentsatz der Freigabe Calcein aus Liposomen mit oder ohne Gold-Nanopartikeln, die mit verschiedenen Temperaturen für 2 Minuten in einem Wasserbad gesetzt wurden. (B) Prozentsatz der Freigabe Calcein aus Liposomen mit Gold-Nanopartikeln, die mit gepulsten Laser behandelt wurden (Impulsdauer = 6 ns; Leistungsdichte ~ 12 mW / cm 2). Die Fehlerbalken stellen den Mittelwert ± Standardabweichung (SD) von drei unabhängigen Experimenten in dreifacher Ausführung durchgeführt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 3
Abbildung 3. (A) Schallsignale mit einem Hydrophon System für Gold-Nanopartikeln (rot), Liposomen mit Gold-Nanopartikeln (schwarz) und Liposomen ohne A gemessenu-Nanopartikel (blau). Während Gold-Nanopartikel und Liposomen mit Gold-Nanopartikeln charakteristische Druckwellensignale zeigte, wurde kein Signal von Liposomen ohne Gold-Nanopartikeln beobachtet. Der Einschub zeigt eine vergrößerte Ansicht der akustischen Signale der fotoempfindlichen Liposomen. (B) Maximum und Minimum-Spitzenwert der Druckimpulse als eine Funktion der Laserleistung zu erhöhen. Die Akustik Signalamplitude allmählich mit der zunehmenden Laserenergie. Die Fehlerbalken stellen den Mittelwert ± Standardabweichung von drei unabhängigen Experimenten in zehn Läufe durchgeführt werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Discussion

Dünnfilmflüssigkeitszufuhr ist das herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Liposomen. Organische Lösemittel (Chloroform in diesem Fall) wurden zuerst verwendet, um die Lipide zu lösen und dann bei 37 ° C in einem Rotationsverdampfer entfernt, um einen Lipid-Dünnfilm auf dem Kolben zu erzeugen. Dieser Lipidfilm wurde mit der wässrigen Lösung hydratisiert 60 mM Calcein und 5 nm Gold-Nanopartikeln enthält. Während des Hydrationsvorganges wurde die Temperatur etwa 50 ° C gehalten und der Kolben wurde ständig gerührt, indem man den Kolben dreht. Der Schlüssel in diesem Schritt ist die Wahl der Temperaturen, bei denen die Verdampfung und Hydratation wurden jeweils durchgeführt. Die Phasenübergangstemperatur (T m) von DPPC, der Hauptbestandteil der Liposomen, beträgt 41 ° C. Während der Bildung des Lipidfilms denken, sollte die Temperatur unter 41 ° C, um die Bildung von aggregierten Klumpen getrockneten Lipide zu verhindern. Während der Hydratation wurde eine höhere Temperatur als T m gewählt, um die Phospholipide zu fahren, umSelbstorganisation in sphärische multilamellaren Strukturen. Obwohl Dünnschicht Trink Verfahren ist einfach durchzuführen, wird es durch schlechte Verkapselungswirksamkeit (<1%) der Calcein und Gold-Nanopartikel in der wässrigen Lösung beschränkt. In Zukunft könnte die Verkapselung durch Frost-Tau-Zyklen verbessert werden.

Nachfolgende Größe-Extrusion wurde mit einem Handmini Extruder durchgeführt, auf einem Heizblock gelegt. Ein Maximum von 1 ml Lösung können mit dieser Einrichtung extrudiert werden, die für eine kleine technische Herstellung im Laboratorium eignet. Der Schlüssel in diesem Schritt ist immer noch die Temperatur, die oberhalb der Phasenübergangstemperatur der Liposomen sein sollte. Mit der Übergabe der Extrusion bei 50 ° C, die Größe der Liposomen wurde nach 10 Zyklen einheitliche Extrusion durch die Membran mit 200 nm Poren. Die Bewegung in diesem Schritt sollte langsam und sanft sein als der Druck innerhalb des Extruders groß ist, während die Membran zerbrechlich ist.

Eine oft übersehene, aber wichtige step bei der Synthese von Arzneistoff enthält Liposomen ist die Reinigung oder Entfernung der nicht-verkapselte Wirkstoffe (dh Calcein und Gold-Nanopartikeln hier). Dies wurde durch Gelfiltrationschromatographie durchgeführt. Es ist wichtig für die Forscher feststellen, dass die PD-10-Säule in dieser Studie verwendet zur Verarbeitung eignet sich nur <2 ml Lösung. Proben mit größerem Volumen könnte durch die Verwendung mehrerer Säulen verarbeitet werden.

Das Studium der Calcein-Freisetzung aus den Liposomen beruht auf der Selbstlöschung von Calcein bei höheren Konzentrationen und Wieder Fluoreszenz als verdünnt. Wenn die Proben auf Wärme oder Licht ausgesetzt waren, zur Behandlung thermische oder Laser bzw. Teilmengen von Proben wurden bei unterschiedlichen Temperaturpunkte oder Impulszahlen und an separaten Fläschchen ständig zurückgezogen. Die Ampullen sofort in ein Eisbad gestellt werden, um die mögliche weitere Freisetzung von Calcein zu verhindern, für genaue Messungen. Eine andere Sache zu beachten ist, dass Calcein lichtempfindlich istund daher werden könnte während des Laser Experiment gebleicht. Um dies zu überwinden, sollte die Bleichwirkung eines gepulsten Lasers auf dem Calcein Lösung gemessen werden und die Daten von Liposomen Mitteilung entsprechend normalisiert.

Das Protokoll beschreibt hier eine einfache Herstellungsmethode für lichtempfindliche Liposomen. Thermosicherung wird zunächst unter Ausnutzung des auf Temperatur ansprechenden der Phospholipide demonstriert. Der Laser eingerichtet ist veranschaulicht und Licht ausgelöste Freisetzung wird durch gepulste Laser erreicht. Der Mechanismus der Licht ausgelöste Freisetzung ebenfalls untersucht und ist zu sein aufgrund gefunden Unterbrechung von Mikrobläschen Kavitation zur Membran.

Anders als bei allen berichtet Protokolle, wählt dieses Protokoll Materialien (dh, Lipide und Gold-Nanopartikeln), die häufig in klinischen Studien und weit verbreitet auf dem Markt verwendet wurden. Die Verwendung von leicht zugänglichen Materialien erlaubt es jedem, solche lichtempfindliche System von selbst, ohne dass die ne vorzubereitened technische Hilfe zu suchen. Darüber hinaus ermöglicht dieses Protokoll Verwendung von Dünnschicht Hydratation Liposomen herzustellen, die sowohl kostengünstig und leicht skalierbar.

Diese einfache, aber leistungsfähige Protokoll werden die Forscher und Kliniker profitieren, die bei der Erreichung kontrollierten Medikamentenabgabe zu oberflächlichen Geweben wie Haut interessiert sind. Eine mögliche Anwendung wäre Anti-Sonnenbrand-Agenten zu liefern, indem Sie dieses System innerhalb von Sonnenschutzmittel enthält.

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Disclosures

Kein Interessenkonflikt deklariert.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde teilweise durch die Tier-1-Academic Research Fonds von Singapur Bildungsministerium (RG 64/12 zu CX) und NTU-Northwestern Institut für Nanomedizin unterstützt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) Avanti Polar Lipids (Alabama, US) 850355P Powder, Store at -20 °C
1-palmitoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphocholine (MPPC) Avanti Polar Lipids (Alabama, US) 855675P Powder, Store at -20 °C
1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanol-amine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (ammonium salt) (DSPE-PEG2000) Avanti Polar Lipids (Alabama, US) 880120P Powder, Store at -20 °C
Gold Nanoparticles Sigma Aldrich 752568-100mL 5 nm particles, stabilized at 0.1 mM PBS
Calcein Sigma Aldrich C0875-10g 60 mM, pH 7.4 (adjusted using NaOH)
phosphate buffered saline (PBS) Sigma Aldrich P5493 0.1 mM, pH 7.4
Double distilled water Millipore Milli-DI water purification system
Triton X100   Sigma, Life Sciences X-100 To disrupt the liposomes to calculate total encapsulation
Rotavapor   Buchi (Switzerland) R 210 Used for Lipososme preparation
Heating bath Buchi (Switzerland) B 491 Used for Lipososme preparation
Vacuum Controller   Buchi (Switzerland) V-850 Used for Lipososme preparation
Vacuum Pump Buchi (Switzerland) V-700 Used for Lipososme preparation
Recirculation bath with temperature controller Polyscience Used for Lipososme preparation
Mini-extruder assembly with heating block  Avanti Polar Lipids (Alabama, US) 610000 Used for extrusion of liposomes
Syringes, 1,000 μl Avanti Polar Lipids (Alabama, US) 610017 Used for extrusion of liposomes
Polycarbonate filter membrane, 200 nm Whatmann 800281 Used for extrusion of liposomes
Filter Support Avanti Polar Lipids (Alabama, US) 610014 Used for extrusion of liposomes
PD 10 Desalting coulumns, Sephadex G-25 medium GE Healthcare, Life sciences 17-0851-01 Used to purify the liposomes
Centrifuge   Sigma Laboratory Centrifuges 3K30 Used to concentrate the liposomal solution 
Rotor Sigma 19777-H Used to concentrate the liposomal solution 
Zetasizer   Nano ZS Malvern Used for the determination of liposome size and zetapotential
UV-Visible Spectrophotometer Shimadzu UV-2450 Used to measure the absorbance of the samples
Fluorescent Spectrofluorometer   Molecular Devices SpectraMax M5 Used to measure the fluorescence emission of the samples
Nd:YAG Laser NewWave Research 532 nm; Maximum power: 17 mJ; Width: 406 nsec; Used for sample irradiation
HNR Hydrophone ONDA HNR-1000 1 mm diameter and 450 nV/Pa sensitivity, Proper working frequency range: 0.25-10 MHz; Calibration: 50 mV/Bar; Used to measure the acoustic signals
Digital Osciloscope LECORY - Wave Runner 64Xi-A Frequency: 600 MHz; Max sample rate: 10 Gs/sec (at two channel); Used to record the measured acoustic signals

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References

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Mathiyazhakan, M., Chan, W., Ohl, C. More

Mathiyazhakan, M., Chan, W., Ohl, C. D., Xu, C. Synthesis of Gold Nanoparticle Integrated Photo-responsive Liposomes and Measurement of Their Microbubble Cavitation upon Pulse Laser Excitation. J. Vis. Exp. (108), e53619, doi:10.3791/53619 (2016).

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