Name: Modlu Moleküler Görüntüleme Uygulamaları için Biofunctionalized Prusya Mavisi Nanopartikülleri (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-28T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 28 s
Description: Keşfedin, biyofonksiyonel Prusya mavisi nanopartiküllerinin sentezini ve bunların MRI ve floresan görüntüleme için çok modlu moleküler görüntüleme ajanları olarak kullanımını. Bu yöntem, hedef hücre popülasyonlarını görselleştirmek için biyomedikal araştırmalarda uygulanır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Sheikh Zayed Institute for Pediatric Surgical Innovation (RAC Ödülleri #30000174 ve 30001489) tarafından desteklenmiştir.

<ol><li>Massoud, T. F., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+imaging+in+living+subjects%3A+seeing+fundamental+biological+processes+in+a+new+light%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Dev%22%5BJournal%5D)">Molecular imaging in living subjects: seeing fundamental biological processes in a new light.</a> Genes Dev. 17, 545-580 (2003).</li>
<li>Mankoff, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Definition+of+Molecular+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">A Definition of Molecular Imaging.</a> J Nucl Med. 48 (6), 18N-21N (2007).</li>
<li>James, M. L., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Molecular+Imaging+Primer%3A+Modalities%2C+Imaging+Agents%2C+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev%22%5BJournal%5D)">A Molecular Imaging Primer: Modalities, Imaging Agents, and Applications.</a> Phys Rev. 92, 897-965 (2012).</li>
<li>Cao, W., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodality+Molecular+Imaging+of+Tumor+Angiogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nucl+Med%22%5BJournal%5D)">Multimodality Molecular Imaging of Tumor Angiogenesis.</a> J Nucl Med. 49 (2), 113S-129S (2008).</li>
<li>Heinrich, J. L., Berseth, P. A., Long, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Prussian+Blue+analogues%3A+synthesis+and+structure+of+cubic+Cr4Co4%28CN%2912+and+Co8%28CN%2912+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun%22%5BJournal%5D)">Molecular Prussian Blue analogues: synthesis and structure of cubic Cr4Co4(CN)12 and Co8(CN)12 clusters.</a> Chem Commun. 11, 1231-1232 (1998).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Molecular+Imaging+and+Contrast+Agent+Database+%28MICAD%29%22">Molecular Imaging and Contrast Agent Database (MICAD)</a>. , National Center for Biotechnology Information. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK5330">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK5330</a> (2004).</li>
<li>Zhu, D., Liu, F., Ma, L., Liu, D., Wang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle-Based+Systems+for+T1-Weighted+Magnetic+Resonance+Imaging+Contrast+Agents%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle-Based Systems for T1-Weighted Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents.</a> Int J Mol Sci. 14 (5), 10607-1010 (2013).</li>
<li>Bartolini, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+the+toxicity+of+gadolinium+based+MRI+contrast+agents+using+neutron+activation+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Imaging%22%5BJournal%5D)">An investigation of the toxicity of gadolinium based MRI contrast agents using neutron activation analysis.</a> Magn. Reson. Imaging. 21 (5), 541-544 (2003).</li>
<li>Adel, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histological+validation+of+iron-oxide+and+gadolinium+based+MRI+contrast+agents+in+experimental+atherosclerosis%3A+The+do%27s+and+don%27t%27s%5BTitle%5D)+AND+%22Atherosclerosis%22%5BJournal%5D)">Histological validation of iron-oxide and gadolinium based MRI contrast agents in experimental atherosclerosis: The do's and don't's.</a> Atherosclerosis. 225 (2), 274-280 (2012).</li>
<li>Dumont, M. F., Yadavilli, S., Sze, R. W., Nazarian, J., Fernandes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manganese-containing+Prussian+blue+nanoparticles+for+imaging+of+pediatric+brain+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Manganese-containing Prussian blue nanoparticles for imaging of pediatric brain tumors.</a> Int J Nanomedicine. 9, 2581-2595 (2014).</li>
<li>Dumont, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofunctionalized+gadolinium-containing+prussian+blue+nanoparticles+as+multimodal+molecular+imaging+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Bioconjug+Chem%22%5BJournal%5D)">Biofunctionalized gadolinium-containing prussian blue nanoparticles as multimodal molecular imaging agents.</a> Bioconjug Chem. 25 (1), 129-137 (2014).</li>
<li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nephrogenic+Systemic+Fibrosis+and+Class+Labeling+of+Gadolinium-based+Contrast+Agents+by+the+Food+and+Drug+Administration%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Nephrogenic Systemic Fibrosis and Class Labeling of Gadolinium-based Contrast Agents by the Food and Drug Administration.</a> Radiology. 265 (1), 248-253 (2012).</li>
<li>Information on Gadolinium-Based Contrast Agents. , U.S. Food and Drug Administration. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.fda.gov/Drugs/DrugSafety/PostmarketDrugSafetyInformationforPatientsandProviders/ucm142882.htm">http://www.fda.gov/Drugs/DrugSafety/PostmarketDrugSafetyInformationforPatientsandProviders/ucm142882.htm</a> (2013).</li>
<li>Mendonca-Dias, M. H., Gaggelli, E., Lauterbur, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paramagnetic+contrast+agents+in+nuclear+magnetic+resonance+medical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Sem+in+Nuc+Med%22%5BJournal%5D)">Paramagnetic contrast agents in nuclear magnetic resonance medical imaging.</a> Sem in Nuc Med. 13 (4), 364-376 (1983).</li>
<li>Izrailev, S., Stepaniants, S., Balsera, M., Oono, Y., Schulten, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Dynamics+Study+of+Unbinding+of+the+Avidin-Biotin+Complex%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys%22%5BJournal%5D)">Molecular Dynamics Study of Unbinding of the Avidin-Biotin Complex.</a> Biophys. 72 (4), 1568-1581 (1997).</li>
<li>Chen, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advance+of+Molecular+Imaging+Technology+and+Targeted+Imaging+Agent+in+Imaging+and+Therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Res+Int%22%5BJournal%5D)">Advance of Molecular Imaging Technology and Targeted Imaging Agent in Imaging and Therapy.</a> Biomed Res Int. 2014, 1-12 (2014).</li>
<li>Weissleder, R., Pittet, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+in+the+era+of+molecular+oncology%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Imaging in the era of molecular oncology.</a> Nature. 452 (7187), 580-589 (2008).</li>
<li>Jaiswal, J. K., Mattoussi, H., Mauro, J. M., Simon, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+multiple+color+imaging+of+live+cells+using+quantum+dot+bioconjugates%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotech%22%5BJournal%5D)">Long-term multiple color imaging of live cells using quantum dot bioconjugates.</a> Nature Biotech. 21 (1), 47-51 (2002).</li>
<li>Mangrum, W., Christianson, K., Duncan, S., Hoang, P., Song, A., Merkle, E. Duke Review of MRI Principles. 304, Mosby. Philadelphia, PA. 304(2012).</li>
<li>Shokouhimehr, M., Soehnlen, E. S., Hao, J., Griswold, M., Flask, C., Fan, X., Basilion, J. P., Basu, S., Huang, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual+purpose+prussian+blue+nanoparticles+for+cellular+imaging+and+drug+delivery%3A+a+new+generation+of+T1-weighted+MRI+contrast+and+small+molecule+delivery+agents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Dual purpose prussian blue nanoparticles for cellular imaging and drug delivery: a new generation of T1-weighted MRI contrast and small molecule delivery agents.</a> J. Mater. Chem. 20, 5251-5259 (2010).</li>
<li>Hoffman, H. A., Chakrabarti, L., Dumont, M. F., Sandler, A. D., Fernandes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prussian+blue+nanoparticles+for+laser-induced+photothermal+therapy+of+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Prussian blue nanoparticles for laser-induced photothermal therapy of tumors.</a> RSC Adv. 4 (56), 29729-29734 (2014).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Bu makalede, biofunctionalized Prusya mavisi nanopartiküller göre çok modelli, moleküler görüntüleme maddeleri için yeni bir sınıfının sentezlenmesi için yöntemler sunmuştur. nanopartiküller dahil moleküler görüntüleme yöntemleri nedeniyle tamamlayıcı özellikleri, floresan görüntüleme ve moleküler MR vardır. biofunctionalized Prusya mavisi nanopartiküller bir çekirdek-kabuk bir tasarıma sahiptir. Bu nanopartiküllerin sentezi önemli adımlar şunlardır: 1) Tek pota Prusya mavisi nanopartiküllerin oluşmaktadır çekirdeklerin...

Moleküler görüntüleme hücresel, subsellüler biyolojik süreçler ve moleküler seviyede 1 non-invaziv ve hedeflenen görselleştirme. Moleküler görüntüleme endojen yollar ve mekanizmalar gerçek zamanlı olarak değerlendirilirken doğal mikro-kalmasına bir örnek verir. Tipik olarak, moleküler görüntüleme 2 çalışılan görselleştirmek hedef ve ilgili fizyolojik süreçleri izlemek için küçük bir molekül, makromolekül, veya nanopartikül formunda bir dışsal görüntüleme ajanın verilmesini içerir. moleküler görüntüleme araştırılmıştır olan çeşitli görüntüleme yöntemleri MR, CT, PET, SPECT, ultrason, photoacoustics, Raman spektroskopisi, ışıldaması, floresan ve intravital mikroskopi 3 içerir. Multimodal görüntüleme kombinasyonu görselleştirmek ve çeşitli biyolojik süreçleri ve olayları 4 karakterize yeteneğini geliştirir, iki veya daha fazla görüntüleme yöntemlerinin birleşimidir. Multimodabireysel sınırlamalar 3 telafi ederken l görüntüleme, bireysel görüntüleme tekniklerinin güçlü patlatır. Multimodal, moleküler görüntüleme maddeleri için yeni bir sınıf - Bu madde biofunctionalized Prusya mavisi nanopartiküllerin sentezi (PB Nps) &#39;daki protokole sunulur. PB NPS floresan görüntüleme ve moleküler MR için kullanılmaktadır. PB yüzey merkezli kübik ağ demir (II) ve demir (III) atomu alternatif oluşan bir pigment (Şekil 1). CN - - üç boyutlu ağın 5 içindeki ücretleri dengelemek için katyonları içerir Fe III bağlantısı PB kafes Fe II lineer siyanür ligandların oluşmaktadır. onun kafes içine katyonları dahil PB yeteneği ayrı ayrı MRG kontrast PB NPlerin içine gadolinyum ve manganez iyonları yüklenerek istismar edilmektedir. MRG kontrast bir nanoparçacık tasarım peşinde gerekçesi nedeniyle olduğunuavantajları bu tasarım mevcut MR kontrast ajanlar göre sunmaktadır. ABD FDA onaylı MRG kontrast maddelerin büyük çoğunluğu doğada paramanyetik olan ve spin-örgü gevşeme mekanizması 6,7,8 pozitif kontrast sağlayan gadolinyum şelatlarıdır. Kendi başına düşük sinyal yoğunluğu sağlayacak tek gadolinyum şelat ile karşılaştırıldığında, nanopartiküller PB kafes içinde çok sayıda gadolinyum iyonu dahil sinyal yoğunluğu (pozitif kontrast) 3,9 şarlar. Ayrıca, PB kafes içinde birden gadolinyum iyonlarının varlığı dolayısıyla spin-spin gevşeme mekanizması negatif kontrast yaratan, genel sıkma yoğunluğu ve çevresinde yerel manyetik alan bozan nanopartiküllerin paramagnetizmanın büyüklüğünü artırır. Böylece gadolinyum içeren nanopartiküller T (pozitif) 1 ve T 2 (negatif) kontrast maddeler 10,11 hem işlev. Böbrek fonksiyon bozukluğu olan hastalarda bir alt grubunda, gadolinyum bazlı kontrast maddelerin uygulanması nefrojenik sistemik fibrozis 8,12, 13 gelişimine bağlı olmuştur. Bu gözlem kontrast ajanlar gibi alternatif paramanyetik iyonların kullanımı için soruşturma açtı MR. Bu nedenle, nanopartiküller yönlü tasarım PB kafes içinde manganez iyonlarını da uyarlanmıştır. Gadolinyum şelatları benzer şekilde, mangan şelatlar, para-manyetik olan ve tipik olarak MR 7,14 pozitif sinyal yoğunluğu sağlamak için kullanılır. Gadolinyum içeren PB NPler gibi manganez içeren PB NPler da (pozitif), T 1 ve T, 2 (negatif) kontrast maddeler olarak işlev görürler. Flüoresan görüntüleme yetenekleri birleştirmek için, nanopartikül &quot;çekirdekler&quot; floresan etiketli glikoprotein avidin oluşan bir &quot;Biyofonksiyonel&quot; kabuk (Şekil 1 ile kaplanır). Avidin sadece floresan görüntüleme sağlayan, aynı zamanda belirli hücreleri ve doku hedef biyotinli ligandlar için bir yerleştirme platformu olarak hizmet vermektedir. avidin-biyotin bağ avidin ve biotin 15 ile son derece güçlü bir bağlanma afinitesi ile karakterize güçlü bilinen, kovalent olmayan bağlar biridir. avidin kaplı PB NPlerin için biyotinilatlı ligandların eki PB NPlerin moleküler hedefleme yetenekleri verir. Bu görüntüleme yöntemleri tamamlayıcı özelliklere sahip çünkü PB NPs kullanarak floresan ve MR görüntüleme takip için motivasyondur. Floresan görüntüleme en yaygın kullanılan optik moleküler görüntüleme tekniklerinden biri olan ve yüksek hassasiyetleri 1,16,17 anda birden fazla nesne aynı anda görselleştirme sağlar. Floresan görüntüleme güvenli, non-invaziv bir tedavi yöntemidir ancak düşük penetrasyon derinlikleri ve mekansal çözünürlüklerde 1,3,16 ile ilişkilidir. Öte yandan, MR yüksek zamansal An üretird uzaysal çözünürlüğü non-invaziv ve radyasyon 1,3,16 iyonlaştırıcı bir ihtiyaç olmadan. Ancak MRG düşük hassasiyet muzdarip. Bu nedenle floresan görüntüleme ve MR nedeniyle derinlik penetrasyonu, duyarlılık ve mekansal çözünürlük tamamlayıcı özellikleri moleküler görüntüleme teknikleri olarak seçildi. Bu makalede, PB NP sentezi ve biofunctionalization için protokol sunulur, gadolinyum içeren PB NP (GdPB) ve manganez içeren PB NP (MnPB) 10,11. Aşağıdaki yöntemler, tarif edilmektedir: 1) boyut, yük ölçümü ve nanopartiküllerin zamansal stabilitesi, MR relaksivitelerine 3) ölçüm nanopartiküllerinin sitotoksisite 2) değerlendirilmesi ve floresans ve moleküler MR için nanopartiküllerin 4) kullanımı in vitro olarak hedef hücre popülasyonunun. Bu sonuçlar, in vivo olarak çok modlu, moleküler görüntüleme maddeleri olarak kullanım için NP potansiyelini göstermektedir.

<table><tbody><tr><td>Potasyum hekzasiyanoferrat (II) trihidrat (K4Fe(CN)6&middot; 3H < alt > 2 < / alt >O)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>P9387</td><td></td></tr><tr><td>Manganez (II) klorür tetrahidrat (MnCl2 ve orta nokta; 4H < alt > 2 < / alt >O)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>221279</td><td></td></tr><tr><td>Gadolinyum (III) nitrat hekzahidrat (Gd (NO< alt > 3 < / alt >) < alt > 3 < / alt > ve orta nokta; 6H < alt > 2 < / alt > O)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>211591</td><td></td></tr><tr><td>Demir (III) klorür hekzahidrat (FeCl < alt > 3 < / alt > ve orta nokta; 6H2O)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>236489</td><td></td></tr><tr><td>Sodyum klorür (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>Anti-NG2 Kondroitin Sülfat Proteoglikan, Biotin Konjugat Antikoru</td><td>Millipore</td><td>AB5320</td><td></td></tr><tr><td>Biyotinile Anti-İnsan Eotaksin-3</td><td>Peprotech</td><td>500-P156GBT</td><td></td></tr><tr><td>Nöro-2A Hücre Hattı</td><td>ATCC</td><td>CCL-131</td><td></td></tr><tr><td>BSG D10 Hücre Hattı Laboratuvarı</td><td>stoğu</td><td>---</td><td></td></tr><tr><td>OE21 Hücre Hattı</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>96062201</td><td></td></tr><tr><td>SUDIPG1 Nörosferler</td><td>Laboratuvarı stoku</td><td>---</td><td></td></tr><tr><td>Eol-1 Hücre Hattı</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>94042252</td><td></td></tr><tr><td>Poli (L-lizin) hidrobromür</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P1399</td><td></td></tr><tr><td>Formaldehit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F8775</td><td></td></tr><tr><td>Sığır serum albümini</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A2153</td><td></td></tr><tr><td>Aminoaktinomisin D</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A9400</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td></td></tr><tr><td>CellTrace Calcein Kırmızı-Turuncu,</td><td>Yaşam Teknolojileri</td><td>C34851</td><td></td></tr><tr><td>Avidin-Alexa Fluor 488</td><td>Yaşam Teknolojileri</td><td>A21370</td><td></td></tr><tr><td>Santrifüj</td><td>Eppendorf</td><td>5424</td><td></td></tr><tr><td>Peristaltik Pompa</td><td>Instech</td><td>P270</td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer Nano ZS</td><td>Malvern</td><td>ZEN3600</td><td></td></tr><tr><td>Sonikatör</td><td>QSonica</td><td>Q125</td><td></td></tr><tr><td>Sıcak Plaka/Manyetik Karıştırıcı</td><td>VWR</td><td>97042-642</td><td></td></tr><tr><td>Ultra Temiz Alüminyum Folyo</td><td>VWR</td><td>89107-732</td><td></td></tr><tr><td>Vorteks Karıştırıcı</td><td>VWR</td><td>58816-121</td><td></td></tr><tr><td>1.7 ml konik mikrosantrifüj tüpleri</td><td>VWR</td><td>87003-295</td><td></td></tr><tr><td>15 ml konik santrifüj tüpleri</td><td>VWR</td><td>21008-918</td><td></td></tr><tr><td>Boru tutucular</td><td>VWR</td><td>82024-342</td><td></td></tr><tr><td>Tek kullanımlık plastik küvetler</td><td>VWR</td><td>7000-590 (/586)</td><td></td></tr><tr><td>Zetasizer kılcal hücre</td><td>VWR</td><td>DTS1070</td><td></td></tr><tr><td>Santrifüj Filtreler, 0.2 mikrometre döndürme sütunu</td><td>VWR</td><td>82031-356</td><td></td></tr><tr><td>96 oyuklu hücre kültürü tepsisi</td><td>VWR</td><td>29442-056</td><td></td></tr><tr><td>Tripsin EDTA %0.25 çözelti 1x</td><td>JR Scientific</td><td>82702</td><td></td></tr><tr><td>Hücre Kültürü Sınıfı PBS (1x)</td><td>Yaşam Teknolojileri</td><td>10010023</td><td></td></tr><tr><td>XTT Hücre Proliferasyon</td> Test <td>Kiti Trevigen</td><td>4891-025-K</td><td></td></tr><tr><td>T75 Şişesi</td><td>89092-700</td><td>VWR</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco'nun Modifiye Eagle's Medium</td><td>Biowhitaker</td><td>12-604Q</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Sığır Serumu</td><td>Yaşam Teknolojileri</td><td>10437-010</td><td></td></tr><tr><td>Pen-Strep 1x</td><td>Yaşam Teknolojileri</td><td>15070063</td><td></td></tr><tr><td>Fluoview FV1200 Konfokal Lazer Tarama Mikroskobu</td><td>Olympus</td><td>FV1200</td><td></td></tr><tr><td>Odacıklı Mikroskop Slaytları</td><td>Thermo Scientific</td><td>154534</td><td></td></tr><tr><td>Mikro Kapaklı Camlar, Kare, No. 1.5</td><td>VWR</td><td>48366-227</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop Slaytları</td><td>VWR</td><td>16004-368</td><td></td></tr><tr><td>RPMI</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>R8758&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Agaroz</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A9539&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>FACSCalibur Akış Sitometresi</td><td>BD Biosciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>3 T Klinik MRI Mıknatısı</td><td>GE Healthcare</td><td></td><td></td></tr><tr><td>100 ml yuvarlak tabanlı şişe</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

modlu moleküler görüntüleme uygulamaları için biofunctionalized prusya mavisi nanopartikülleri

Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticles for Multimodal Molecular Imaging Applications

Modlu, moleküler görüntüleme birden, tamamlayıcı görüntüleme teknikleri kullanılarak, hücresel hücre içi ve moleküler seviyede çözünürlüklerde biyolojik süreçlerin görselleştirme sağlar. Bu görüntüleme ajanları, diyagnostik ve terapötik etkinliği arttırmak, in vivo olarak yollar ve mekanizma, gerçek zamanlı bir değerlendirme kolaylaştırır. Multimodal, moleküler görüntüleme uygulamalarında kullanılmak için ajanlar yeni bir sınıfının - Bu madde biofunctionalized Prusya mavisi nanopartiküllerin sentezi (PB Nps) &#39;daki protokole sunulur. nanopartiküller, floresan görüntüleme ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) dahil görüntüleme yöntemleri, tamamlayıcı özelliklere sahip. PB NPler gadolinyum ve manganez iyonlarının T 1 ve T 2 -ağırlıklı sekansları, hem PB kafesinin ara boşluklar içine dahil MRT-kontrast oluşturmak bir çekirdek-kabuk tasarıma sahiptir. PB NPS elektrostatik kullanarak floresan avidin ile kaplanmıştır kendini olarakFloresan görüntülenmesine olanak sağlar onel. Avidin kaplı nanopartiküller nanopartiküller moleküler hedef yetenekleri veren biyotinlenmiş ligandları ile tadil edilmiştir. nanopartiküllerin istikrar ve toksisite kendi MRG relaksivitelerine yanı sıra, ölçülür. Bu biofunctionalized PB NPlerin multimodal, moleküler görüntüleme yetenekleri daha sonra floresan görüntüleme ve in vitro moleküler MR için bunları kullanarak gösterilmiştir.

Tek pota sentez şemasını kullanarak, PB NPlerin nanopartiküller (çapı 78.8 nm, dağılırlık indeksi (PDI) = 0,230 anlamına gelir; dinamik ışık saçılması cihaz tarafından hesaplanan), GdPB veya MnPB (çapı 164,2 nm, KAE = 0.102 ortalama) ( çapı DLS ile yapılan ölçümlere göre (tek dağılımlı 122.4 nm PDI = 0.124)) sürekli olarak sentezlenebilir (Şekil 2A) anlamına gelir. sentezlenen nanopartikuller arasında ölçülen, zeta potansiyelleri, yüzey üzerindeki yüklere göre parçacıkların orta kararlılığını gösteren e...

Bu protokol, biyoişlevselleştirilmiş Prusya mavisi nanopartiküllerin sentezini ve bunların multimodal, moleküler görüntüleme ajanları olarak kullanımlarını açıklar. Nanopartiküller, nanopartikül çekirdeği içindeki gadolinyum veya manganez iyonlarının MRI kontrastı oluşturduğu bir çekirdek kabuk tasarımına sahiptir. Biyofonksiyonel kabuk, floresan görüntüleme için floroforlar ve moleküler hedefleme için hedefleme ligandları içerir.

Modlu Moleküler Görüntüleme Uygulamaları için Biofunctionalized Prusya Mavisi Nanopartikülleri

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, ...

Bu prosedürün genel amacı, multimodal moleküler görüntüleme ajanları olarak kullanılmak üzere biyofonksiyonelleştirilmiş Prusya mavisi nanopartikülleri sentezlemektir. Bu işlem, öncelikle MRI sinyalini artıran gadolinyum veya manganez iyonları içeren Prusya mavisi nanopartiküllerinin sentezlenmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise, nanopartiküllerin yüzeyine floresan avadon ekleyerek floresan görüntüleme kabiliyeti kazandırmaktır.Ardından, avadon kaplı nanoparçacıklar, istenen hücre hedefleme özelliğine sahip biyotinillenmiş antikorlarla biyofonksiyonelleştirilir. Son adım, biyofonksiyonelleştirilmiş nanoparçacıkların boyutları, zeta potansiyelleri ve zamansal stabiliteleri ölçülerek bir kalite kontrol kontrolü gerçekleştirmektir. Nihayetinde, biyofonksiyonelleştirilmiş nanoparçacıklar; floresan görüntüleme ve MRI kullanılarak, bir karışım içerisindeki belirli bir hedef hücre popülasyonunu görselleştirmek amacıyla multimodal moleküler görüntüleme uygulamalarında kullanılır.Güncel ticari görüntüleme ajanları tipik olarak tek modludur ve yalnızca anatomik düzeyde çözünürlük sunarlar. Prusya mavisi nanopartikülleri, MRI ve floresan gibi iki tamamlayıcı görüntüleme modunu birleştirerek moleküler görüntülemeye ve hücre altı düzeylere olanak tanır. Multimodal nanopartiküllerin uygulamaları, tedavi yanıtlarının izlenmesinin yanı sıra kanser ve inflamatuar hastalıkların teşhisine kadar uzanmaktadır.Bunun nedeni, biyofonksiyonelleştirilmiş nanoparçacıkların, vücudun belirli bir bölgesindeki bir hücre popülasyonunu hedefleyebilmesi ve onlara bağlanabilmesidir. Bu yöntem, kanser ve inflamatuar hastalıkların teşhisi ile tedaviye verilen yanıt hakkında bilgi sağlayabilmenin yanı sıra, moleküler görüntülemenin hassasiyet ve özgüllüğünden fayda sağlayacak diğer patolojik durumlara da uygulanabilir. Floresan ve MRI kullanarak, Prusya mavisi ve insan oral tüketimi için FDA onaylı bir ajanın tek aşamalı bir sentez şemasıyla stabil bir şekilde sentezlenebileceğini ve standart biyokonjugasyon teknikleriyle güçlü bir şekilde biyofonksiyonelleştirilebileceğini belirlediğimizde bu nanoparçacıkları üretme fikrini ilk kez geliştirdik.Başlamak için, Çözelti A'yı hazırlamak amacıyla 5 ml deiyonize su içerisinde 5 molar potasyum heksasianoferrat(II) çözeltisi hazırlayın; ardından mangan Prusya mavisi nanopartiküllerinin sentezi için 10 ml deiyonize su içerisinde 2,5 milimolar demir(III) klorür ve 2,5 milimolar mangan(II) klorür içeren Çözelti B'yi hazırlayın. Diğer nanopartiküller metin protokolünde belirtildiği şekilde sentezlenebilir. Çözelti B'yi balon jojeye aktarın ve çözeltiyi oda sıcaklığında 1000 RPM hızında karıştırın.Peristaltik bir pompa kullanarak, A çözeltisini kaba saatte 10 mililitre hızla damla damla ekleyin. A çözeltisinin eklenmesi tamamlandıktan sonra, karışımı 1000 RPM'de 30 dakika daha karıştırın. Ardından, karışımdan bir mililitrelik alikotları mikro santrifüj tüplerine aktarın ve her tüpe 0,2 mililitre beş milli sodyum klorür ekleyin.Tüpleri 20,000 ×g'de en az 10 dakika santrifüjleyin ve ardından nanoparçacık peletini bırakacak şekilde süpernatantı dikkatlice uzaklaştırın. Daha sonra, her pelete bir mililitre deiyonize su ekleyin. Nanoparçacıkları çözelti içinde sonikasyon ile eşit şekilde süspande etmek için bir mikro pipet ucu kullanın.Son santrifüjden sonra süspansiyondaki başlangıç reaksiyon bileşenlerini uzaklaştırmak için nanoparçacıkları en az üç kez daha yıkayın, metin protokolünde açıklandığı gibi nanoparçacıkları floresan boya ile kapladıktan sonra nanoparçacıkları bir mililitre deiyonize su içerisinde yeniden süspande edin, biyotinize antikor stoklarını buzdolabından çıkarın. Burada anti-nöron glial antijen 2 ve anti-human eotaxin 3 kullanın. Biyotinize antikoru 0.2 µm naylon mikrosantrifüj filtresine aktarın ve ardından tüpü 14.000 ×g'de 10 dakika boyunca santrifüjleyin.Ardından, Aden kaplı nanoparçacıkların her miligramı başına 0,05 mg veya daha az antikor ekleyin ve tüpleri ışıktan korumak için alüminyum folyo ile kapatın. Tüpleri hafifçe çalkalayarak 4 °C'de iki ila dört saat inkübe edin. Antikorlar bağlandıktan sonra, tek kullanımlık plastik bir tüpe 990 µL deiyonize suyun içine 1 mg/mL konsantrasyonunda 10 µL nanoparçacık örneği ekleyin, tüpün kapağını kapatın ve karıştırmak için vorteksleyin.Ardından, 173 derecelik bir ölçüm açısına sahip dinamik ışık saçılım sistemi kullanarak nanopartiküllerin ortalama boyutunu belirleyin. Öncelikle, karışık kültür tüpleri için mililitre başına yaklaşık 100.000 hücre konsantrasyonunda, PBS içerisinde 10 mililitrelik hücre süspansiyonları hazırlayarak başlayın; her bir hücre hattının farklı oranlarda bulunduğu tüpler, metin protokolünde açıklandığı şekilde hazırlanmalıdır. Hücreleri bloklamak ve spesifik olmayan bağlanmayı en aza indirmek için her tüpe 2 mililitre %5BSA ekleyin. Daha sonra her tüpe 1 mg/mL konsantrasyonunda 1 mililitre biyofonksiyonelleştirilmiş nanopartikül ekleyin ve karışımı bir saat boyunca inkübe edin.Ardından, tüpleri 1000 ×g hızda beş dakika santrifüjleyerek ve peletleri 1 mL PBS içinde yeniden süspanse ederek hücreleri bağlanmamış nanopartiküllerden arındırmak için yıkayın. Bu işlemi en az iki kez daha tekrarlayın. Hücreleri PBS içinde %10 formaldehit kullanarak sabitleyin ve ardından hücreleri boyamak için PBS içinde 10 µg/mL seven amino actin ve mycin D ekleyin, tüpü 30 dakika boyunca buz üzerinde inkübe edin ve ardından hücreleri PBS ile yıkayın.Ardından, örneği akış sitometresine yükleyin ve her örnekten 10, 000 kapılı hücreyi analiz edin. Floresan nanoparçacıklara bağlı hücrelerin lazer konfokal mikroskopi kullanılarak görüntülenmesine yönelik benzer bir prosedür metin protokolünde açıklanmıştır. Başlamak için, hücreleri T 75 flasklarda yaklaşık %80 konfluense ulaşana kadar büyütün ve ardından beş mililitre PBS ile hücreleri besiyerinden arındırmak için yıkayın.Beş mililitre PBS içinde %1 BSA ekleyin ve hücreleri bir saat boyunca bloke edin. Ardından, nanopartiküllerin bağlanmasını sağlamak için balona beş mililitre mililitre başına 0,5 miligram antikor kaplı nanopartikül ekleyin ve hücreleri bir saat inkübe edin. Sonrasında, bağlanmamış nanopartikülleri uzaklaştırmak için hücreleri beş mililitre PBS ile üç kez durulayın.Ardından, iki mililitre %0,25 tripsin EDTA çözeltisi ekleyin ve hücrelerin flasktan ayrılması için hücreleri beş dakika inkübe edin. Tripsini nötralize etmek için sekiz mililitre DMEM ekleyin ve ardından hücre süspansiyonunu santrifüj tüplerine aktarın. Hücreleri çöktürmek için onları 1000 ×g'de beş dakika santrifüjleyin.Ardından, süpernatantı aspire edin ve hücreleri bir mililitre PBS içinde yeniden süspande edin. Hücreleri sabitlemek için bir mililitre PBS içerisinde %10 formaldehit ekleyin ve ardından her örnekten 100 mikrolitre ile 96 kuyucuklu düz tabanlı bir plakanın ayrı kuyucuklarına aktarın. Her kuyucuğa, deiyonize su içerisinde eritilmiş %1 agarozdan 100 mikrolitre ekleyin ve pipetleme yaparak karıştırın.Bir fantom elde etmek için jelin 4 °C'de 12 saat boyunca katılaşmasını bekleyin. Jel katılaştıktan sonra, fantomu yatay bir 3 T klinik mıknatıs içerisinde, 2% agar'dan yapılmış 150 cm'lik küp bir blok yanına yerleştirin. Ardından, relaksasyon sürelerini ölçmek için fantomu ve agar bloğunu sekiz kanallı bir HD beyin bobininin merkezine sabitleyin; 96 kuyucuklu plakanın orta yüksekliğinden alınan 0,5 mm kalınlığındaki koronal kesitleri kullanın. Üretilen nanoparçacıkların hidrodinamik çapını belirlemek için dinamik ışık saçılım analizleri kullanılmıştır. Stabilite çalışmaları, nanoparçacıkların hem su bazlı hem de hücre besiyeri bazlı deneylerdeki uzun süreli stabilitesini doğrulamıştır.Lazer konfokal mikroskopi, EOT three antikorları ile yüklenmiş floresan nanopartiküllerin spesifik olarak EOL one hücrelerinin yüzeyine bağlandığını göstermiştir. NG two antikorları kullanıldığında ise, bunlar spesifik olarak BSG nörosferlerin yüzeyine bağlanmıştır. Biyo-fonksiyonalize nanopartiküllerin, akış sitometrisi ile ölçüldüğü üzere, hedeflenen hücre popülasyonunu floresanla başarılı bir şekilde işaretleyebildiği görülmüştür.Ek olarak, nanopartiküller, düşük hedef hücre/kontrol hücresi oranlarında bile bir karışım içerisindeki spesifik bir hücre alt popülasyonunu hedefleyebilmiştir. Son olarak, biyofonksiyonelleştirilmiş nanopartiküller, hedef hücrelerin MRI kontrastını artırmıştır; nng yüklü nanopartiküllerle işlem gören hücreler, kontrol partikülleriyle işlem gören hücrelere kıyasla T1 ağırlıklı sekanslarda hiperintensite göstermiştir.Buna karşılık, A NNG iki nanoparçacık, kontrol parçacıklarına kıyasla T iki ağırlıklı sekanslarda hipointensite sağlamıştır. Bir kez ustalaşıldığında, biyofonksiyonelleştirilmiş prusya mavisi nanoparçacıkların sentezi, doğru şekilde gerçekleştirilirse iki gün içinde tamamlanabilir.Bu prosedüre benzer şekilde, yeni hastalıkları ve yeni durumları araştırmak için nanopartiküller farklı biyopolimerler ve hedefleme ligandları ile biyofonksiyonelleştirilebilir. Bu videoyu izledikten sonra, hücre popülasyonlarını işaretlemek amacıyla floresan ve görüntüleme uygulamaları için Prusya mavisi nanopartiküllerinin nasıl sentezleneceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Klinik MRI mıknatısında çalışmalar yürütürken güvenlik yönergelerine ve standart çalışma prosedürlerine titizlikle uymayı unutmayın.

biofunctionalized-prussian-blue-nanoparticles-for-multimodal

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Nanoparçacıkların hücre biodistribution değerlendirmek için kullanılan bio-görüntüleme yöntemleri, nanoformulated bileşikler tedavi ve teşhis izleme için geçerlidir. Burada açıklanan yöntemler, histolojik coregistration tarafından değerlendirilir, hassas ve özeldir. Metodolojileri kemirgen insan uygulamaları bir translasyonel yol sağlar.

Teşhis ve Tedavi İzleme Nanomalzemelerin Kayıtlı bio

Bitki viral nanopartiküller (VNPs) biyomedikal uygulamalar için platformlar umut vericidir. Burada, biz bitki VNP yayılımı, saflaştırma, karakterizasyon ve bioconjugation ilişkin prosedürler anlatılmaktadır. Son olarak, biz bir fare ksenogreft model ve floresan görüntüleme kullanılarak tümör homing ve görüntüleme için VNPs uygulama göstermektedir.

Viral Nanopartiküller<em&gt; In vivo</em&gt; Tümör Görüntüleme

Burada, biz güçlü bir manyetik an ve güçlü yakın kızılötesi (NIR) absorbanslı manyeto-plasmonik nanopartiküllerin sentezi için bir protokol açıklar. Protokol moleküler özgü hedeflenmesini gerektiren çeşitli biyomedikal uygulamalar için Fc kısmının yoluyla nanopartiküllere antikor konjugasyonu içerir.

Immunotargeted sentezi Magneto-plasmonik nanoklastırlar

Bu protokol serebral emboli görselleştirmek için kombine yakın kızılötesi floresan (NIRF) görüntüleme ve mikro-bilgisayarlı tomografi (mikroBT) uygulanmasını açıklar. Bu teknik trombüs yükü ve evrim ölçümü sağlar. MikroBT'lerin tekniği altın nanopartiküller kullanarak canlı hayvan içinde trombüs görüntüler ise NIRF görüntüleme tekniği floresan, eksize beyinde trombüs etiketli görselleştirir.

Doğrudan Serebral emboli görselleştirme için Kombine Yakın kızılötesi Floresan Görüntüleme ve Mikro bilgisayarlı Tomografi

Burada, elde etmek için bir iletişim kuralı mevcut68Ga çekirdek katkılı demir oksit nano tanecikleri ile hızlı mikrodalga tahrik sentezi. Evde beslenen hayvan metodoloji işler / (TRT1) MRG nano tanecikleri ile verimliliği % 90 ve %99 20 dk sentez radiochemical saflık daha yüksek radiolabeling.

68Ga çekirdek katkılı demir oksit nano tanecikleri çift pozitron emisyon tomografi için sentezi / (TRT1) manyetik rezonans görüntüleme

Bu çalışmada, manyetik nanomalzemeleri spesifik hücre hedeflemesi için antikorlarla biyofonksiyonelleştirmek için bir protokol sunuyoruz. Örnek olarak, kanser hücrelerini hedeflemek için demir nanoteller kullanıyoruz.

Manyetik Nanomalzemelerin Biyofonksiyonelleştirilmesi

Bu makalede, altın nanopartiküllerin ve kanser hücrelerinin hızlı hiperspektral görüntülenmesini sağlayan spektral odaklama modülü ve çift çıkışlı darbe lazerinin entegrasyonu sunulmaktadır. Bu çalışma, multimodal doğrusal olmayan optik tekniklerin ayrıntılarını standart bir lazer tarama mikroskobu üzerinde göstermeyi amaçlamaktadır.

Multimodal Doğrusal Olmayan Optik Mikroskopi Kullanılarak Nanopartiküllerin Hücresel Alımının Biyomoleküler Görüntülenmesi

Mevcut protokol, bir NIR-II optik görüntüleme cihazı kullanan bir farenin ayrıntılı, gerçek zamanlı NIR-II floresan görüntüleme işlemini tanımlamaktadır.

Vasküler ve Tümör Görüntüleme için Parlak Bir NIR-II Floresan Probu

Kalıcı ışıldayan nanomalzemelerin (PLNP'ler) sentezi ve bunların ultraviyole ışık (365 nm) ışınlaması altında ışıma sonrası efekti kullanan yeniden yazılabilir ekranlarda ve sanatsal işlemede potansiyel uygulamaları için bir protokol sunulmuştur.

Yeniden Yazılabilir Ekranlar ve Aydınlatma Uygulamaları için Kalıcı Lüminesan Nanopartiküllerin Sentezi

Kan-beyin bariyeri, tedavisi olmayan bir hastalık olan glioblastoma için tedavilerin uygulanmasında önemli bir engeldir. Burada, boyut nedeniyle bu fizyolojik bariyeri atlayabilen ve tümör içinde birikebilen in vivo görüntü kılavuzluğunda demir oksit terapötik nano bir platform sunuyoruz.

Bir Glioblastoma Multiforme Hayvan Modelinde Bir Oligonükleotid Yükünün Nanopartikül Teslimi

Burada, kuantum nokta nanoboncukların (QDNB) hazırlanması ve QDNB bazlı yanal akış immünoassay şeritleri kullanılarak hastalık biyobelirteçlerinin tespiti için bir protokol açıklıyoruz. Test sonuçları, UV ışığı aydınlatması altında kalitatif olarak değerlendirilebilir ve 15 dakika içinde bir floresan şerit okuyucu kullanılarak kantitatif olarak ölçülebilir.

Kuantum Noktaları Nano Boncuklara Dayalı Floresan Yanal Akış İmmünoassay

Keşfedin, biyofonksiyonel Prusya mavisi nanopartiküllerinin sentezini ve bunların MRI ve floresan görüntüleme için çok modlu moleküler görüntüleme ajanları olarak kullanımını. Bu yöntem, hedef hücre popülasyonlarını görselleştirmek için biyomedikal araştırmalarda uygulanır.

Modlu Moleküler Görüntüleme Uygulamaları için Biofunctionalized Prusya Mavisi Nanopartikülleri

Daha fazla video keşfet