Um método confiável e facilmente reprodutível para a preparação de nanoaglomerados de ouro fotoluminescentes funcionais e quase infravermelhos e sua detecção direta dentro das células HeLa por citometria de fluxo e microscopia de varredura a laser confocal é descrito.
Na última década, os nanoaglomerados de ouro fluorescentes (AuNCs) testemunharam uma crescente popularidade em aplicações biológicas e enormes esforços foram dedicados ao seu desenvolvimento. Neste protocolo, um método recentemente desenvolvido e fácil para a preparação de AuNCs emissores de água solúveis, biocompatíveis e coloides estáveis perto do infravermelho foram descritos em detalhes. Esta síntese química de baixa temperatura fornece AuNCs facilmente funcionalizáveis tampados com ácido tlástico e glicol de polietileno modificado por tiol em solução aquosa. A abordagem sintética não requer solventes orgânicos ou troca de ligantes adicionais, nem amplo conhecimento de química sintética para se reproduzir. Os AuNCs resultantes oferecem ácidos carboxílicos de superfície livre, que podem ser funcionalizados com várias moléculas biológicas com um grupo de amina livre sem afetar adversamente as propriedades fotoluminescentes dos AuNCs. Também foi descrito um procedimento rápido e confiável para quantificação citométrica de fluxo e imagens microscópicas confocais da captação de AuNC por células HeLa. Devido à grande mudança de Stokes, a configuração adequada dos filtros na citometria de fluxo e microscopia confocal é necessária para a detecção eficiente da fotoluminescência quase infravermelha dos AuNCs.
Na última década, nanoaglomerados de ouro fotoluminescentes (PL AuNCs) emergiram como sondas promissoras tanto1para pesquisas fundamentais quanto para aplicações práticas1,2,,33,4,,55,6,,7,,8,,9,,10. Suas muitas características desejáveis incluem alta fotosestabilidade, máxima de emissões ajustáveis, longas vidas de emissões, grandes mudanças de Stokes, baixa toxicidade, boa biocompatibilidade, liberação renal e bioconjugação fácil. Os AuNCs pl podem fornecer fotoluminescência do azul à região espectral quase infravermelha (NIR), dependendo do número de átomos dentro do aglomerado11 e da natureza do ligante de superfície12. NIR (650-900 nm) emissores de AuNCs são particularmente promissores para imagens in vitro e in vivo de longo prazo de células e tecidos, pois oferecem alta relação sinal-ruído devido à sobreposição mínima com autofluorescência intrínseca, dispersão e absorção mais fracas e alta penetração tecidual da luz NIR13,14.
Nos últimos anos, várias abordagens que se aproveitam das interações covalentes Au-S foram desenvolvidas para preparar AuNCs NIR-PL tampados com uma variedade de ligantes contendo tiol13,,15,16,17. Para aplicações biomédicas, os AuNCs devem ser funcionalizados com um componente biológico para facilitar interações de ligação. Assim, AuNCs com alta estabilidade coloidal que são facilmente funcionais em solvente aquoso são altamente desejáveis. O objetivo geral do protocolo atual é descrever uma preparação previamente relatada de18 AuNCs com um grupo de ácido carboxílico funcionalizável na superfície, empregando ácido tiocitico e polietileno glicol (PEG) em um ambiente aquoso em detalhes e sua conjugação com moléculas com uma amina primária seguindo o método de acoplamento ácido-aminado. Devido à facilidade de síntese e alta reprodutibilidade, este protocolo pode ser usado e adaptado por pesquisadores de origens não químicas.
Um dos principais requisitos para aplicações de AuNCs em pesquisas biomédicas é a capacidade de observar e medir AuNCs dentro das células. Entre os métodos disponíveis para monitorar a captação de nanopartículas por células, a citometria de fluxo (FCM) e a microscopia de digitalização a laser confocal (CLSM) oferecem métodos robustos e de alto desempenho que permitem medições rápidas de internalização de nanomateriais fluorescentes em grande número de células19. Aqui, também foram apresentados métodos FCM e CLSM para medição direta e análise de PL AuNCs dentro das células, sem a necessidade de corantes adicionais.
Os AuNCs emissores de NIR foram sintetizados utilizando-se uma abordagem de baixo para cima na qual a solução precursora de ouro (HAuCl4) foi tratada com ligantes thiol adequados, seguida de redução de Au3+. A redução de íons metálicos em solução aquosa tende a agregar e resulta em nanopartículas grandes em vez de NCs ultrapequenas21. Para preparar os AuNCs PL ultrapequenos (≤2 nm), as condições sintéticas foram ajustadas para evitar a formação de grandes pa…
The authors have nothing to disclose.
Os autores agradecem a Alzbeta Magdolenova por sua ajuda com a citometria do fluxo. Os autores reconhecem o apoio financeiro do projeto GACR nº 18-12533S. A microscopia foi realizada no Laboratório de Microscopia Confocal e Fluorescência co-financiado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional e pelo orçamento estadual da República Tcheca, projetos nº. CZ.1.05/4.1.00/16.0347 e CZ.2.16/3.1.00/21515, e apoiado pelo projeto de RI de grande bioimagem tcheca-bioimagem LM2015062.
1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride | TCI Chemicals | D1601 | https://www.tcichemicals.com/eshop/en/eu/commodity/D1601/;jsessionid=3AD046E5389206AAE33C8AAB5036CDD6?gclid=CjwKCAjwiZnnBRBQEiwAcWKfYrO69K6Np3tYeSsAouqGndUvzzsy1hStBPuHG-X3cpTIsAqq9z0cDBoC76MQAvD_BwE |
Bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | A4161 | https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a4161?lang=en®ion=CZ |
Disodium hydrogen phosphate dihydrate | PENTA s.r.o. | 15130-31000 | https://www.pentachemicals.eu/soubory/specifikace/specifikace_281.pdf |
DL-Thioctic acid, 98% | Alfa Aesar | L04711 | https://www.alfa.com/en/catalog/L04711/ |
Hydrochloric acid 35% | PENTA s.r.o. | 19350-11000 | https://www.pentachemicals.eu/soubory/specifikace/specifikace_512.pdf |
Hydrogen tetrachloroaurate(III) trihydrate, ACS, 99.99% (metals basis), Au 49.0% min | Alfa Aesar | 36400 | https://www.alfa.com/en/catalog/036400/ |
O-(2-Mercaptoethyl)-O′-methylpolyethylene glycol 2000 | Sigma-Aldrich | 743127 | https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/743127?lang=en®ion=CZ |
Potassium chloride | PENTA s.r.o. | 16200-31000 | https://www.pentachemicals.eu/soubory/specifikace/specifikace_346.pdf |
Sodium borohydride | Sigma-Aldrich | 452882 | https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/452882?lang=en®ion=CZ&gclid=CjwKCAjwiZnnBRBQEiwAcWKfYuoZKvdK_fH24F1gGugG4pamF2FFZLd36YyZmRTdGgkbm5SbyGP0jBoCoo0QAvD_BwE |
Sodium chloride | PENTA s.r.o. | 16610-31000 | https://www.pentachemicals.eu/soubory/specifikace/specifikace_376.pdf |
Sodium dihydrogenphosphate dihydrate | PENTA s.r.o. | 12330-31000 | https://www.pentachemicals.eu/soubory/specifikace/specifikace_124.pdf |
Sodium hydroxide pellets | PENTA s.r.o. | 15740-31000 | https://www.pentachemicals.eu/soubory/specifikace/specifikace_307.pdf |
XTT (sodium 2, 3-bis (2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-5-[(phenylamino)-carbonyl]-2H-tetrazolium inner salt) | Thermo Fisher Scientific | X12223 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/X12223#/X12223 |