Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטת הכנה פשוטה עבור ננו-חלקיקים מזהב משולב ליפוזומים צילום מגיבים עם חומרים זמינים מסחרית. הוא גם מראה כיצד למדוד את תהליך cavitation microbubble של ליפוזומים מסונתז על טיפול של לייזר פעמו.
Introduction
האפשרות להפעיל שחרור התרופה באמצעות גירויים חיצוניים היא דרך אטרקטיבית אפשר לשלוח את התרופות באופנת spatial-, temporal- והמינון שבשליטת עם ייחוד מוגדל ותופעות לוואי מינימליות. בין מגוון רחב של מערכות גירויים תגובה אקסוגניים (אור, השדה המגנטי, אולטרסאונד, קרינת מיקרוגל), פלטפורמות אור מופעלות הם אטרקטיביים, בשל אי-הפולשנות, פשטות והתאמה שלהם במרפאות. 1 מחקר מקיף בעשור האחרון ספק מגוון של טכנולוגיות פלטפורמה, כגון זהב אחראי קרוב אינפרא אדום-אור (Au) nanocages מצופה פולימרים חכמים, 2 חלקיקי צילום יציב, פולימריים (NPS) מצומדות עם סמים, 3 ו nanovesicles porphysome העצמית התאסף. 4 עם זאת , טכנולוגיות אלה הן עדיין בשלבים פרה-הקליני של פיתוח, ודורשות הבנה ואופטימיזציה ברורה של הפרמטרים המעורבים בתהליך של ייזום המשךלגלגל את שחרור התרופה.
אחת השיטות הפשוטות ביותר ונגיש להכנת מערכת כזו היא לשלב Au צירופים עם ליפוזומים תרמית רגיש 5,6, אשר שניהם זמינים באופן נרחב בשוק נחקרו בהרחבה בניסויים בבעלי חיים ואפילו קליניים. למרות המגבלה של הפעלת רקמות עמוק של Au צירופים באורך גל plasmonic שלהם, בהשוואה ננו האינפרה-אדום הקרוב המופעל Au (למשל, nanocages), מערכת זו עדיין טומן בחובו הבטחה גדולה כאשר נעשה שימוש בבעלי חיים קטנים או למסירה אקטואלי בבני אדם. 7 יש כמה מאמצים מוקדם שילוב Au צירופים עם ליפוזומים לשחרור אור מופעל. 8-11 בעוד רובם מתמקדים החידוש של חומרים, בעיות נגישות ויכולת רחבת צורך לטפל. יתר על כן, דיווחים על מנגנוני שחרור באמצעות nanocarriers אלה עדיין מוגבלים.
בזאת, ייצור של צילום-תגובהליפוזומים, נטען בו זמנית עם תרופות הידרופיליות Au צירופים תוארה. Calcein משמש כמתחם מודל כדי להעריך את יעילות אנקפסולציה ופרופיל שחרורו של המערכת. בנוסף, במערכת זו, האור נספג על ידי Au צירופים מתפוגג אל microenvironment שמסביב בצורה חומה, וכתוצאה מכך לעלייה בטמפרטורה המקומית. Microbubbles האוויר נוצר במהלך חימום הליזר ולגרום הפרעה מכאנית של ליפוזומים (איור 1). המנגנון של cavitation microbubble אושר על ידי מדידות hydrophone.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. הכנה
- 100 מ"ל נקי עגול צלוחיות התחתונה באמצעות Regia אקווה (1 חלק חומצה חנקתית מרוכזת (HNO 3) ו -3 חלקים של חומצה הידרוכלורית מרוכזת (HCl)) ולשטוף את צלוחיות עם מים די. חיטוי הצלוחיות ולייבש אותם בתנור אוויר חם ב 100 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. לעטוף ולאחסן את צלוחיות סטרילי עד השימוש.
- לעקר את סט מיני מכבש יד שנערך באמצעות אתנול 70%.
- הפעל את מאייד רוטרי להגדיר את הטמפרטורה של המים באמבטיה החמים מגדל קירור על 37 מעלות צלזיוס ו 4 ° C בהתאמה.
- הכן 60 מ"מ calcein פתרון המניות על ידי המסת 374 מ"ג של calcein ב 10 מ"ל של 0.1 מ"מ בופר פוספט (PBS) (pH 7.4). התאם את ה- pH ל -7.4 באמצעות 1 M נתרן הידרוקסידי פתרון (NaOH).
2. סינתזה של ליפוזומים
- הסר את הליפידים (1,2-Dipalmitoyl- SN -glycero-3-phosphocholine (DPPC), 1-Palmitoyl-2-הידרוקסי SN -glycero-3-phosphochoקו (MPPC) ו 1, 2-distearoyl- SN -glycero-3-phosphoethanol-amine- N - [carboxy (פוליאתילן גליקול) -2000] (אמוניום מלח) (DSPE-PEG2000)) מהמקפיא (-20 ° C) להפשיר אותם RT.
- לשקול 15.9 מ"ג DPPC, 1.3 מ"ג MPPC, ו -2.8 מ"ג DSPE-PEG2000. ממיסים יחד אותם 2 מ"ל כלורופורם.
- מעבירים את הפתרון כלורופורם אל הבקבוק תחתית עגולה סטרילית להתאדות ממס באמצעות המאייד רוטרי תחת לחץ מופחת, כדי ליצור שכבת השומנים דק ויבש.
- מימה שכבת השומנים על 45 מעלות צלזיוס עם בתמיסה מימית 2 מ"ל במשך 30 דקות המכיל 1.95 מ"ל 60 מ"מ calcein מוכן בשלב 1.4 ו 50 μl Au צירופים (3.36 × 10 16 חלקיקים / מ"ל).
- טרום לחמם את בלוק חימום עד 45 מעלות צלזיוס. מקום מסנן הממברנה פוליקרבונט 200 ננומטר בין מוטות תמיכה המסננת ולהרכיב הסט המיני-המכבש. בדקו את הזליגה הפוטנציאלית עם מים די.
- מלאו את אחד של מזרקים עם 1 מ"ל של תמיסת ליפוזום משלב 2.4 ו extruדה המדגם על ידי העברת הפתרון המזרק בקצה השני של מיני-מכבש להרכיב. חזור 11 פעמים.
- הפעל את ליפוזומים המסונתז דרך טור desalting PD-10 כדי להסיר את צירופי Au חינם, שומני calcein באמצעות PBS כמו eluent על פי פרוטוקול של היצרן.
- אחסן את דגימות צינורות סטרילית ב 4 ° C ולהשתמש ב 2 ימים.
3. שחרור Calcein מ ליפוזומים עם חימום
- חשב את השומנים molarity של פתרון המניות על ידי הוספת את molarities של DPPC, MPPC, ו DSPE-PEG2000 בשלב 2.2. לדלל את הפתרון המניות ליפוזום ריכוז השומנים 5 מ"מ באמצעות חיץ 0.1 מ"מ PBS (pH 7.4). העברת דגימות צינור צנטריפוגות (2 מ"ל).
- מניחים את הצינור בתוך אמבט מים חמים, ומעלים את הטמפרטורה באופן הדרגתי מ -25 עד 70 מעלות צלזיוס. העלו את הטמפרטורה בשיעור של 1 ° C / min כאן.
- אסוף aliquots (10 μl) בנקודות טמפרטורה שונות (27, 32, 37, 39, 41,43, 45, 52, 57, 62, 67 ו -70 מעלות צלזיוס).
- הוסף 10 μl של 2% טריטון X-100 2 מ"ל aliquot של פתרון liposomal לעכל את ליפוזומים במשך 10 דקות ב RT, וכדי להשיג את השחרור המלא של calcein.
- העבר 200 μl של פתרון liposomal לכל היטב microplate 96-היטב למדוד את עוצמת הקרינה של דגימות שנאספו באמצעות קורא microplate פלואורסצנטי. אורכי גל העירור והפליטה של calcein הם 480 ו 515 ננומטר, בהתאמה.
- אם ניקח את עוצמת הקרינה של דגימות מטופלים X-100 Triton 100 שחרור%, בחישוב אחוז של calcein שוחרר בכל נקודת זמן, באמצעות הנוסחה:
Ft הוא עוצמת הקרינה של הפתרון בנקודת זמן נתונה. אני F ו- x F היא עוצמות קרינה התחלתי וסופי המנורמלת של הפתרון בהתאמה.
4. Calcein Reלחכור מן ליפוזומים עם ליזר פעם
- העבר פתרון liposome 100 μl קובט קוורץ ולמקם אותו בפמוט קובט. השתמש פעם Nd: YAG ליזר עם משך פעימה של 6 NSEC באורך גל 532 ננומטר כמקור אור. השתמש בפרמטרי הליזר הבא - שיעור ההחזרה: 1 רץ; צפיפות האנרגיה לייזר: 1 mJ / 2 ס"מ; Beam קוטר: 0.5 מ"מ.
- מדריך את קרן הלייזר collimated דרך קובט כך האור עובר דרך הפתרון liposome ולאסוף aliquots לאחר פולסים שונים.
- הוסף 10 μl של 2% טריטון X-100 2 מ"ל aliquot של פתרון liposomal לעכל את ליפוזומים במשך 10 דקות ב RT, וכדי להשיג את השחרור המלא של calcein.
- בהתחשב calcein הוא רגיש לאור ויכול להיות מולבן במהלך ניסוי הליזר, מראש למדוד את האפקט הלבן של ליזר פעם על פתרון calcein לנרמל את הנתונים מהשקת liposome.
- באופן ספציפי, לחשוף פתרון calcein (60 מ"מ) כדי wi לייזר פעמותדירות ה 1 הרץ עבור מספרים שונים דופקים (0, 25, 50 ו -100). למדוד את עוצמת הקרינה של calcein עם אורכי גל עירור ופליטה של ננומטר 480 ו 515 בהתאמה, לפני ואחרי החשיפה לייזר.
- לחשב את הסכום של הלבנה (עוצמת הקרינה של calcein לפני עוצמת ליזר חשיפה / קרינה של calcein לאחר מספר הדופק הספציפי). השתמש גורם זה לנרמל את הערכים שהתקבלו דגימות liposome על ידי הכפלת עוצמת הקרינה של ליפוזומים עם הגורם.
- למדוד את עוצמת הקרינה של המדגם נאספו באמצעות קורא microplate הקרינה באורכי גל עירור ופליטה ב ננומטר 480 ו 515 בהתאמה.
- אם ניקח את עוצמת הקרינה של דגימות מטופלים X-100 Triton 100 שחרור%, בחישוב אחוז של calcein שוחרר בכל מספר הדופק, באמצעות הנוסחה:
אני F ו- x F היא עוצמות קרינה התחלתי וסופי המנורמלת של הפתרון בהתאמה.
מדידת 5. דחפים לחצו
- מקום 100 μl של מדגם בשקופית מיקרוסקופית להגדיר את מיקוד של ליזר על מדגם.
- טובלים hydrophone מחט (בקוטר 1 מ"מ ו -450 רגישות NV / Pa) לתוך התמיסה.
זהירות: hydrophone אסור להיות מואר על ידי אור לייזר כדי למנוע את הנזק. - מקרין את המדגם עם הליזר פעם עם מספרי דופק משתנה (0-100) ואנרגיה דופקת (20-160 μJ / דופק).
- רשום את אותות הלחץ באמצעות אוסצילוסקופ דיגיטלי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ליפוזומים אלה נערכו על בסיס טכניקה הידרציה סרט דק קונבנציונלי עם DPPC, MPPC ו DSPE-PEG2000 ב טוחנת יחס של 86: 10: 4 או 7.95: 0.65:. 1.39 מ"ג / מ"ל 12 הגודל של Au צירופים היא קריטית כדי לקבוע את האור מרה יעילה לחום במהלך ניסוי עירור הליזר הבא. הקטן בגודל של Au NPS, הגבוהה הוא יעילות transducing. 13 לפיכך 5 ננומטר Au צירופים, דגימות הקטנות מהספק, נבחרו אנקפסולציה. במהלך הסינתזה, בינוני לחות המכיל Au NPS ו calcein התווספו ליצור שלפוחית רבה שבשבת, שהייתה אז בכפוף שחול גודל כרומטוגרפיה ג'ל סינון להסיר את Au NPS ו calcein בחינם.
Calcein הוא צבע פלואורסצנטי הידרופילי הוא כמוס בתוך הליבה המימית של ליפוזומים בריכוז של 60 מ"מ. בריכוזים גבוהים כאלה, קרינה של גalcein-מרווה עצמית. עם זאת, calcein הוא מדולל כפי שהוא משתחרר מן ליפוזומים, מובילת קרינה מחדש רווח, המציין שחרור תרופה הופעל. 14 בהסתמך על נכס זה של ליפוזומים calcein דוללו עד 5 מ"מ ואת התגובה של מערכת liposomal לשינוי הטמפרטורה היה נצפים. כפי שניתן לראות בתרשים 2A, ללא קשר לנוכחות של Au צירופים, את ליפוזומים היו כמעט שלמים בטמפרטורה הפיזיולוגית (כלומר, 37 ° C) עם אחוז דליפה של פחות מ -10%. עם זאת, כאשר הטמפרטורה הועלתה ל -42 מעלות צלזיוס (מעט מעל טמפרטורת המעבר של ליפידים), 60% -80% של calcein הכמוס הוא שוחרר מבית ליפוזומים בתוך 2 דקות. לא נמצא הבדל משמעותי באחוז שחרורו הוא ציין בתוך ליפוזומים עם ובלי Au NPS, כאשר השחרור מופעל באמצעות חום. זאת בשל הטמפרטורה בשלב המעבר של המערכת. יתר על כן, השחרור המהיר והיעיל נובע preseNCE של 10% MPPC, אשר משפר את החדירות של bilayer ליפוזום בטמפרטורה המעבר.
לאחר מכן, שחרור calcein מ ליפוזומים על הקרנת לייזר נבדק. פתרון liposomal צולם קובט קוורץ אשר הוצב בעל קובט. 532 ננומטר Nd: YAG לייזר הדופק עם משך פעימה של 6 NSEC ואת צפיפות ההספק הרגעי של 166.67 כ"ס / 2 ס"מ התמקדה על הפתרון liposomal. Aliquots של הדגימות נאספו במספרי דופק משתנים (0, 25, 50, ו 100) שבו התדירות הדופקת נקבעה ל 1 רץ. הדגימות הועברו מיד אל צינור microcentrifuge והניח באמבט קרח. זאת על מנת למנוע כל שחרור נוסף של calcein. הלייזר כובה בזמן איסוף הדגימות. כפי שניתן לראות בתרשים 2B, ליפוזומים עם Au צירופים פרסמו את calcein הכמוס על עירור, שבה כמות calcein שוחרר מוגברת כמו הדופק numBers מוגברת.
השלב האחרון היה ללמוד את מנגנון של שחרור calcein מן ליפוזומים עם hydrophone. איור 3A הוא הצליל האקוסטי שנרשם Au צירופים (אדום), ליפוזומים עם Au צירופים (שחור) ליפוזומים ללא Au צירופים (כחול). בעוד Au NPS ו ליפוזומים עם Au צירופים הראו אותות גל לחץ מאפיין, אין אות נצפה ליפוזומים ללא Au צירופים. הדחף לחץ מכיל שני שלבים חיוביים ושליליים (הבלעה באיור 3 א). זה מצביע על כך microbubbles יוצר (שלב חיובי) ולשבש (שלב שלילי) בפתרון. המקסימום ואת ערכי המינימום של שיא שנרשם ליפוזומים Au NP-המכילים היו 0.00093 ו -0.00074 V בהתאמה. לבסוף, מקסימום ומינימום הממוצע של דחפים הלחץ כפונקציה של אנרגיית הלייזר הגדלת חושבו. כצפוי, משרעת האות אקוסטיקה גדל בהדרגה עם לייזר הגדלתאנרגיה (איור 3 ב). זה אמור להיות נוכח עוצמת המוגבר של התנודה של החלקיקים מייחסים הרחבת התרמו-אלסטי עוקבת וההתכווצות. 15,16
איור 1. מנגנון שחרור התרופה המוצעת של ליפוזומים צילום תגובה: Au צירופים (נקודות אדומות) כאשר להיות מוקרן, ליצור microbubbles המשבשים את קרום ליפוזום ובכך לעורר שחרור calcein Calcein, מרווה עצמית בתוך ליפוזומים (כמוצג), מאיר. כפי ששוחרר שמסביב. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2. <strong> חום לייזר פעמו מופעלות שחרור calcein מ ליפוזומים (א) אחוז calcein שוחרר מבית ליפוזומים עם או בלי Au NPS, אשר הונחו באמבט מים עם טמפרטורות שונות למשך 2 דקות.; (B) אחוז calcein שוחרר מבית ליפוזומים עם Au NPS, אשר טופלו לייזר פעמו (משך הדופק = 6 NSEC; צפיפות הספק ~ 12 mW / cm 2). ברי שגיאה מייצגות את ממוצע ± סטיית התקן (SD) של שלושה ניסויים בלתי תלויים בוצעו בשלושה עותקים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 3. (א) אותות אקוסטיים נמדד באמצעות מערכת hydrophone עבור Au צירופים (אדום), ליפוזומים עם Au צירופים (שחור) ליפוזומים ללא הu צירופים (כחול). בעוד Au NPS ו ליפוזומים עם Au צירופים הראו אותות גל לחץ מאפיין, אין אות נצפה ליפוזומים ללא Au צירופים. הבלעה מראה תצוגה מוגדלת של אותות אקוסטיים של ליפוזומים צילום תגובה. (ב) מקסימום וערך שיא מינימום של דחפים הלחץ כפונקציה של הגדלת כוח לייזר. משרעת האות אקוסטיקה עולה בהדרגה עם אנרגיית הלייזר גוברת. ברי שגיאה מייצגות את ממוצע ± סטיית התקן של שלושה ניסויים בלתי תלויים שבוצעו עשר ריצות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
הידרציה סרט דקה היא השיטה מקובלת להכנה ליפוזומים. ממסים אורגניים (כלורופורם במקרה זה) שמשו ראשון לפרק את השומנים ולאחר מכן מוסר מאייד רוטרי ב 37 ° C כדי ליצור סרט דק שומנים על הבקבוק. הסרט השומנים זו hydrated עם בתמיסה מימית המכילה 60 מ"מ calcein ו -5 ננומטר Au צירופים. במהלך תהליך הידרציה, הטמפרטורה נשמרה סביב 50 מעלות צלזיוס, הבקבוק היה נסער כל הזמן על ידי החלפה של הבקבוק. המפתח בשלב זה הוא הבחירה של הטמפרטורה שבה אידוי הידרציה בוצעו בהתאמה. הטמפרטורה המעבר לשלב (מ T) של DPPC, המרכיב העיקרי של liposome, הוא 41 מעלות צלזיוס. במהלך היווצרות של השומנים חושבים סרט, הטמפרטורה צריכה להיות מתחת 41 ° C כדי למנוע היווצרות של גושים מצטברים של שומנים יבשים. במהלך הידרציה, טמפרטורה גבוהה יותר מאשר T מ נבחרה לנהוג פוספוליפידים כדיעצמי להרכיב למבני multilamellar כדוריים. אמנם שיטת הידרציה סרט הדקה קל לבצע, הוא מוגבל על ידי יעילות אנקפסולציה עלובה (<1%) של calcein ו- Au הצירופים בתמיסה המימית. בעתיד, אנקפסולציה ניתן לשפר באמצעות להקפיא להפשיר מחזורים.
גודל שחול לאחר נעשה באמצעות מכבש מיני כף יד, מונח על בלוק חימום. לכל היותר פתרון 1 מיליליטר ניתן יימתחו באמצעות הגדרה זה, אשר הנו אידיאלי עבור הכנה בקנה מידה קטנה במעבדה. המפתח בשלב זה הוא עדיין הטמפרטורה, אשר צריך להיות מעל הטמפרטורה בשלב המעבר של ליפוזומים. בהפקידו שחל על 50 מעלות צלזיוס, בגודל של ליפוזומים הפך אחיד לאחר 10 מחזורים של שחול דרך הממברנה עם 200 ננומטר נקבוביים. הבקשה בשלב זה צריכה להיות איטי ועדין כמו לחץ בתוך המכבש גדול תוך הממברנה הוא שבריר.
לעתים קרובות התעלמו-אחת אבל STE חשובp במהלך סינתזה של ליפוזומים המכילים סמים הוא טיהור או סילוק של תרופות-כמוס האו"ם (כלומר, calcein ו- Au צירופים כאן). הדבר נעשה על ידי כרומטוגרפיה סינון ג'ל. זה קריטי עבור החוקר לשים לב בעמודה PD-10 נעשה שימוש במחקר זה הוא מתאים רק עיבוד <2 מ"ל פתרון. דוגמאות עם נפח גדול יותר יכול להיות מעובד באמצעות עמודות מרובות.
המחקר של שחרור calcein מן ליפוזום מסתמך על עצמי המרווה של calcein בריכוזים גבוהים יותר קרינה מחדש כמו מדולל. כאשר דגימות נחשפו חום או אור לטיפול תרמי או לייזר בהתאמה, aliquots של דגימות נמשכו כל הזמן בנקודות הטמפרטורה או מספרים הדופק משתנה והועברו בקבוקונים נפרדים. הצלוחיות צריכים להיות ממוקם מייד באמבט קרח כדי למנוע את שחרורו נוסף הפוטנציאל של calcein, עבור מדידות מדויקות. דבר נוסף שיש לשים אליו לב הוא כי calcein הוא רגיש לאורומכאן יכול להיות מולבן במהלך הניסוי לייזר. כדי להתגבר על זה, השפעה הלבנה של ליזר פעם על פתרון calcein צריך להימדד והנתונים מההשקה ליפוזום מנורמלים בהתאם.
הפרוטוקול במסמך מתאר שיטת הכנה קלילה עבור ליפוזומים רגיש לאור. שחרור תרמי המודגם לראשונה על ידי ניצול טמפרטורת התגובה של פוספוליפידים. הליזר להגדיר מודגם והאור מופעל שחרור מושג על ידי ליזר פעמו. המנגנון של האור מפעיל שחרור הוא חקר גם יימצא עקב קרום שיבוש ידי cavitation microbubble.
שונה מכל פרוטוקולי הדיווח, פרוטוקול זה בוחר חומרים (כלומר, שומנים Au NPS) שנוצלו לעתים קרובות בניסויים קליניים וזמין באופן נרחב בשוק. השימוש בחומרים נגיש בקלות מאפשר לכל אחד להכין מערכה רגישה לאור כגון בעצמם, ללא need לבקש עזרה טכנית. בנוסף, פרוטוקול זה עושה שימוש הידרציה סרט דק להכין ליפוזומים, שהוא גם חסכוני להרחבה בקלות.
פרוטוקול פשוט אך רב עצמה זו תועיל חוקרים ומטפלים המעוניינים בהשגת משלוח סמים מבוקרים ברקמות שטחיות כמו עור. יישום פוטנציאל אחת יהיה לספק חומרים אנטי-כוויות שמש על ידי שילוב המערכת זו בתוך קרם הגנה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
אין ניגוד עניינים מוכרזים.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי קרנות מחקר אקדמי Tier-1 על ידי סינגפור משרד החינוך (RG 64/12 ל CX) ו NTU-נורת 'ווסטרן המכון הננורפואה.
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 |
References
- McCoy, C. P., et al. Triggered drug delivery from biomaterials. Expert Opin. Drug Deliv. 7 (5), 605-616 (2010).
- Yavuz, M. S., et al. Gold nanocages covered by smart polymers for controlled release with near-infrared light. Nat. Mater. 8 (12), 935-939 (2009).
- Gohy, J. F., Zhao, Y. Photo-responsive block copolymer micelles: design and behavior. Chem. Soc. Rev. 42 (17), 7117-7129 (2013).
- Lovell, J. F., et al. Porphysome nanovesicles generated by porphyrin bilayers for use as multimodal biophotonic contrast agents. Nat. Mater. 10 (4), 324-332 (2011).
- Needham, D., Dewhirst, M. W. The development and testing of a new temperature-sensitive drug delivery system for the treatment of solid tumors. Adv. Drug Deliv. Rev. 53 (3), 285-305 (2001).
- Landon, C. D., Park, J. Y., Needham, D., Dewhirst, M. W. Nanoscale drug delivery and hyperthermia: the materials design and preclinical and clinical testing of low temperature-sensitive liposomes used in combination with mild hyperthermia in the treatment of local cancer. Open Nanomed. J. 3, 38-64 (2011).
- Sykes, E. A., Dai, Q., Tsoi, K. M., Hwang, D. M., Chan, W. C. Nanoparticle exposure in animals can be visualized in the skin and analysed via skin biopsy. Nat. Commun. 5, 3796 (2014).
- Paasonen, L., et al. Gold nanoparticles enable selective light-induced contents release from liposomes. J. Control. Release. 122 (1), 86-93 (2007).
- Wu, G., et al. Remotely Triggered Liposome Release by Near-Infrared Light Absorption via Hollow Gold Nanoshells. J. Am. Chem. Soc. 130 (26), 8175-8177 (2008).
- Leung, S. J., Kachur, X. M., Bobnick, M. C., Romanowski, M. Wavelength-Selective Light-Induced Release from Plasmon Resonant Liposomes. Adv. Funct. Mater. 21 (6), 1113-1121 (2011).
- Volodkin, D. V., Skirtach, A. G., Möhwald, H. Near-IR Remote Release from Assemblies of Liposomes and Nanoparticles. Angew. Chem. Int. Ed. 48 (10), 1807-1809 (2009).
- Mills, J. K., Needham, D. Lysolipid incorporation in dipalmitoylphosphatidylcholine bilayer membranes enhances the ion permeability and drug release rates at the membrane phase transition. Biochim. Biophys. Acta. 1716 (2), 77-96 (2005).
- Jiang, K., Smith, D. A., Pinchuk, A. O. Size-dependent Photothermal Conversion Efficiencies of Plasmonically Heated Gold Nanoparticles. J. Phys. Chem. C. 117 (51), 27073-27080 (2013).
- Chongsiriwatana, N., Barron, A. Comparing bacterial membrane interaction of antimicrobial peptides and their mimics. Antimicrobial Peptides. Giuliani, A., Rinaldi, A. C. 618, Humana Press. 171-182 (2010).
- Egerev, S., et al. Acoustic signals generated by laser-irradiated metal nanoparticles. Appl. Opt. 48 (7), C38-C45 (2009).
- González, M. G., Liu, X., Niessner, R., Haisch, C. Strong size-dependent photoacoustic effect on gold nanoparticles by laser-induced nanobubbles. Appl. Phys. Lett. 96, 174104 (2010).
