Kanserin fotoakustik görüntülemesi için altın nanoçubuklar içeren hücresel araçların hazırlanmasını gösteriyor ve fizibilitesini ele alıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Kanserin fotoakustik görüntülemesi için altın nanoçubuklar içeren hücresel araçların hazırlanmasını gösteriyor ve fizibilitesini ele alıyoruz.
Altın nanorods, tümörlere eve yakın kızıl ötesi pencere, düşük sitotoksisite ve potansiyeline yönelik yoğun optik absorbans sayesinde bu tür fototermal ablasyon ve kanser foto akustik görüntüleme gibi biyomedikal uygulamalarda, bir dizi için caziptir. Ancak, tümörlere onların teslim hala bir sorun olmaya devam etmektedir. Yenilikçi bir yaklaşım, in vitro olarak, altın nanoçubuklar ile yüklenebilir tümörle ilişkili makrofaj tropizm yararlanılmasının oluşur. Burada, hazırlık ve altın nanorods içeren hücresel araçların foto akustik muayene açıklar. PEG'lenmiş altın nanorods bir katyonik profilini elde etmek için, dördüncü derece amonyum bileşikleri ile modifiye edilir. Sıradan Petri tabaklarında sıçangil makrofaj ile temas, bu parçacıklar endositik vezikülleri içine büyük alımını uğradıkları bulunmuştur. Daha sonra, bu hücreler, doğrulamak için kullanılır biyopolimer hidrojeller, gömülü olduğu foto akustik dönüşüm stabilitesiparçacıkların hücre araç içine dahil edilmesi de muhafaza edilir. Biz bu sonuçları tümörlere plasmonik parçacıklar sunmak için yeni stratejilerin geliştirilmesi için yeni ilham sağlayabilir eminiz.
Geçtiğimiz on yıl içinde, bu tür altın nanoçubuklar, nanoshells ve nanocages gibi çeşitli plasmonik parçacıklar, biyomedikal optik 1, 2, 3, 4 uygulamaları için önemli bir ilgi görmüştür. Standart altın nanokürecikler uymayacak, bu yeni parçacıklar vücuda derin optik penetrasyon ve endojen bileşenler üzerinde 1 yüksek optik kontrast sağlar yakın kızılötesi (NIR) penceresinde yankı. Bu özellik, foto akustik (PA) görüntüleme ve kanser fototermal ablasyonu gibi yenilikçi uygulamalar için ilgi uyandırdı. Ancak, çeşitli konularda bu parçacıkların klinik nüfuz dizginlemek. Örneğin, optik aktivasyonu, 8 aşırı ısınma indükleme ve foto-5, 6, 7 sürücüler daha küresel profilleri karşı işlevsel şekilleri değiştirme eğilimi sup>, 9. Bilimsel tartışma hakim bir başka konu tümörlerinde sistemik teslim olduğunu. Özellikle, altın nanorods gelişmiş geçirgenliği ve tutma ve malign belirteçlerinin spesifik problar ile konjugasyon kolaylığı göstermek tümörleri yayılmak için ideal boyutları birleştirir. Bu nedenle, kan akışına direkt enjeksiyon için bunların hazırlanması uygun bir şema 10, 11, 12, 13 olarak görülmektedir. Partiküllerin en mononükleer fagosit sisteminin 10, 11, 12 tarafından yakalanan olma ile Bununla birlikte, bu yol, bir problem teşkil etmektedir. Buna ek olarak, başka bir sorun gövdesi 14 boyunca dolaşım sonra parçacıkların, optik ve biyokimyasal stabilitesidir. Parçacıklar kolloidal kararlılık ve agrega kaybetmek, onların plasmonik özellikleri ve ısı transferi dinamikleri plasmonik kavrama 15 muzdarip olabilir, 16, 17 ve yukarı 18 çapraz aşırı ısınma.
Daha yakın zamanlarda, tümör ile ilişkili makrofaj tropizminin yararlanmaya kavramı akıllı alternatif 19, 20, 21 olarak ortaya çıkmıştır. Bu hücreler tespit etmek ve yüksek özgüllük ile tümörlerin yayılmak için doğuştan gelen bir yetenek tutun. Bu nedenle, bir perspektif, bir hastadan alınan bu hücreleri izole in vitro altın nanoçubuklar ile onlara yük ve daha sonra teslim sorumlu hücresel araçlar olarak kullanmak amacı ile, hastaya geri enjekte etmek olabilir. Diğer bir avantajı biyolojik arayüz in vitro inşa edilecek, çünkü parçacıkların optik ve biyokimyasal istikrar üzerinde daha fazla kontrol sahibi olacaktır. Yine, optik kontrast ajanları olarak bu hücresel araçların performansları kritik bir ihtiyaç analizi.
Bu çalışmada, hazırlık ve cellul kritik sorunlar anlatılmaktadırkanser PA görüntüleme altın nanorods AR içeren araçlar. PEG'lenmiş altın nanorods plazma membranları 23, 24 ile etkileşimi teşvik etmek için beklenen bir katyonik profilini elde etmek için, dördüncü derece amonyum bileşikleri 22 ile modifiye edilmiştir. Bu parçacıklar, umarım onların biyolojik fonksiyonları ile çok engel olmadan, en hücresel türlü verimli ve belirsiz alımını tabi. Murin makrofajlar kadar sıkı endositik veziküller içinde sınırlı hale hücre başına kadar 000, 200 gibi katyonik altın nanoçubuklar e yüklenir. Bu yapılandırma nedeniyle bu veziküller içinde plasmonik bağlantı ve çapraz aşırı ısınma tehdidi, endişe ortaya olmalıdır. Bu nedenle, makrofajlar parçacıkların PA dönüşüm stabilitesi en endositik vesiküller büyüme ortamından transfer muhafaza olduğunu doğrulamak için, biyolojik dokuların taklit biyopolimer hidrojeller gömülür. effective ölçüm kriterleri PA görüntüleme için acil ilgi koşullarında PA dönüşüm istikrarı ölçmek amacıyla dışarı işlenmiştir. Şekillendirme eşiği 10 Hz tipik tekrarlama oranı 50 lazer puls dizileri sonra optik instabilite ait başlangıç ayarlanır.
Biz bu sonuçları tümörlere plasmonik parçacıklar sunmak için yeni stratejilerin geliştirilmesi için ivme sağlayabilir eminiz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Not: Altın nanoçubuklar tüm konsantrasyonlar, nominal Au molarite cinsinden ifade edilmiştir. diğer eserlerle karşılaştırma için, 1 M Au kabaca bizim durumumuzda, 20 uM altın nanoçubuklar karşılık unutmayın.
Katyonik altın nanorods hazırlanması 1.
Not:.. Metodu ratto diğ 26 uyarınca Nikoobakht ve arkadaşları 25 tarafından ortaya uyarlanmış protokole göre, askorbik asit HAuCl 4 otokatalitik azaltılması ile setrimonyum bromür (CTAB) -kapaklı altın nanoçubuklar sentezi ile başlar. Daha sonra, bu altın nanorods polietilen glikol kombinasyonu ile, plazma membran daha fazla biyo-uyumluluk ve afinite elde etmek için modifiye edilmiş olan, 10, 11, 27, 28 iplik ve dörtlü amonyum bileşikleri, 22.
Altın nanorods ile Fare Makrofagların 2. Yükleme
Kitosan Films içine Makrofagların 3. yerleştirilmesinin
Not: kitosan 26, 27, 28 kendine özgü özellikleri, 29 katyonik altın nanoçubuklar ile boyanmış makrofajlar içeren biomimetic hayaletleri üretmek için istismar edilmiştir. Örneğin agaroz gibi hidrojeller ile ilgili olarak, kitosan PA mikroskopi 6 için kritik olan daha kuvvetli ve daha ince olan filmler, sağlar. Bu fantomların imalat mi protokolleri 29, 30, aşağıda belirtilen 30 belirtilen bazı değişikliklerle, 31 uygun olarak gerçekleştirilir.
Foto akustik Dönüşüm stabilitesi 4. Test
Not: PA dönüşüm stabilitesi ref 6'da anlatılan ev yapımı kurulum PA deneyler vasıtasıyla incelenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Burada, kanser PA görüntüleme için altın nanorods içeren hücresel araçların fizibilite protokolü tipik sonuçları ile birlikte gösterilmiştir.
Şekil 1 'de TEM resim 2. adımda parçacıkların ve TEM görüntüleme için hücrelerin hazırlanması başka 17 anlatılan sonra, adım 1 sonra parçacıkların ve hücresel araç normal görünümünü gösterir. Katyonik altın nanorods normal morfoloji korumak makrofajlarda b...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tümör ilişkili makrofajlar hedef kavramı kanseri 34, 35, 36 mücadelede güçlü bir kavram olarak ortaya çıkmaktadır. Burada, bunun yerine kendi imha, bu hücreler kendi tropizm sömürü ile, bir tümör içine altın nanorods getirmek için hücresel araçlar olarak alınırlar. Bu perspektif parçacıkların düşünceli tasarım, hücreler ve karakterizasyonu onların entegrasyonunu gerektirir. Katyonik altın nanoçubuklar yüklü fare makrofaj fotostabilitesi bunların plasmonik birleştirm...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarları olduğunu beyan ederim.
Bu çalışma kısmen ERANET + Projeleri LUS BUBBLE ve BI-TRE çerçevesinde Regione Toscana ve Avrupa Topluluğu tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Hekzadesiltrimetilamonyum bromür | Sigma-Aldrich | H6269 | Altın nanoçubukları sentezlemek için |
| Altın (III) klorür trihidrat | Sigma-Aldrich | 520918 | Altın nanoçubukları sentezlemek için |
| Gümüş nitrat | Sigma-Aldrich | S6506 | Altın nanoçubukları sentezlemek için |
| L-askorbik asit | Sigma-Aldrich | A5960 | Altın nanoçubukları sentezlemek için |
| Sodyum borohidrür | Sigma-Aldrich | Altın nanotohumları sentezlemek için | |
| MeO-PEG-SH | Iris Biotech | PEG1171 | Altın nanoçubukları PEGilelate etmek için. Molekül ağırlığı yaklaşık 5.000 Da. |
| Asetik asit | Sigma-Aldrich | 320099 | Altın nanoçubukları PEGile etmek ve kitosanı çözündürmek için |
| Sodyum asetat | Sigma-Aldrich | S8750 | Altın nanoçubukları |
| (11-Merkaptoundesil) - N, N, N< / em>-trimetilamonyum bromür | Sigma-Aldrich | 733305 | Altın nanoçubukları kuaterner amonyum bileşikleri ile modifiye etmek için |
| Dimetil sülfoksit | Sigma-Aldrich | 276855 | (11-merkaptoundesil)-N, N, N< / em>-trimetilamonyum bromür |
| Polisorbat 20 | Sigma-Aldrich | P2287'yi | çözündürmek için PEGile altın nanoçubukları santrifüjlemek için |
| PBS | Lonza | BE17-516F | Hücrelerle inkübasyondan önce altın nanoçubukları askıya almak ve hücre peletlerini tedavi etmek |
| için J774a.1 | ATCC | TIB-67 | Monosit / makrofaj murin hücre hattı |
| DMEM | Lonza | BE12-707F | Hücre kültürü ortamı |
| FBS | Lonza | DE14-801F | Hücre kültürü ortamına eklenecek |
| L-glutamin | Lonza | BE17-605E | Hücre kültürü ortamına eklenecek |
| Penisilin/streptomisin | Lonza | DE17-602E | Hücre kültürü ortamına eklenecek |
| Petri kabı | NEST | 705001 | Hücre kültürü çanak |
| Hücre sıyırıcı | EuroClone | ES7018 | Hücreleri ayırmak için |
| Formaldehit | Fluka | 47630 | Hücreleri sabitlemek için |
| Kitosan , düşük moleküler ağırlıklı | Sigma-Aldrich | 448869 | %75-85 deasetillenmiş. Molekül ağırlığı yaklaşık 120.000 Da. |
| Sodyum hidroksit | Sigma-Aldrich | 306576 | Kitosanı çözünmez hale getirmek ve hidrojel oluşturmak için |
| Polistiren hücre kültürü plakaları | NEST | 702011 | Kitosan hidrojelleri imal etmek için kalıp olarak kullanılır |
| Q-anahtarlı Nd:YAG lazerin üçüncü harmoniği tarafından pompalanan optik parametrik osilatör | Continuum, Santa Clara, ABD | Fotoakustik testler için Sürelit OPO plus | optik uyarma kaynağı |
| Piroelektrik dedektör & nbsp; | Gentec, Quebec, Kanada | QE8SP | Fotoakustik testler için optik akıcılığı izlemek için |
| Önceden güçlendirilmiş iğne hidrofonu | Hassas Akustik, Dorset, Birleşik Krallık | 1 mm sensör çapına ve 1-20 MHz frekans aralığına sahip model | Fotoakustik sinyalleri ölçmek için |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.