Ateroskleroz Hızlı Algılama Demir Oksit Nanopartiküller Mikrodalga odaklı sentezi

Bu protokolün genel amacı, fare modellerinde aterosklerozun MRG ile hızlı tespiti için bir bifosfonat parçası ile demir oksit nanopartiküllerinin hızlı sentezi ve işlevselleştirilmesi için mikrodalga teknolojisinin kullanılmasıdır. Demir oksit nanopartiküllerinin sentezi ve işlevselleştirilmesinde mikrodalga teknolojisinin kullanımı hala sınırlıdır. Bununla birlikte, yüksek kaliteli nanopartiküllerin ve son derece hızlı protokollerin nasıl geliştirilebileceğini gösteriyoruz.

Bu tekniğin temel avantajı, son derece kısa sürelerde, yüksek kaliteli işlevselleştirilmiş nanopartiküllerin üretilebilmesi ve mikrokalsifikasyonları hedefleyen ateroskleroz plaklarının kateterizasyonu için kullanılabilmesidir. Bu işleme başlamak için, mikrodalgaya uyarlanmış bir şişeye 0.5 gram demir 3-asetilasetenat, 1.4 mililitre oleik asit, 0.6 mililitre olelamin ve 1.19 gram 1, 2-Heksadodekanediol ekleyin. Dereceli bir pipet kullanarak şişe duvarına dikkatlice 10 mililitre fenil eter ekleyin.

Bunu takiben, şişeyi bir mikrodalga reaktörüne yerleştirin ve mikrodalgaya dinamik bir etüt yükleyerek mikrodalga protokolünü başlatın. Reaksiyon tamamlandıktan ve şişe oda sıcaklığına soğuduktan sonra, reaksiyon karışımını bir cam pipet kullanarak bir Erlenmeyer şişesine aktarın ve 10 mililitre yüzde 98 etanol ekleyin. Şişeyi bir neodimyum niyobyum bor mıknatısın üzerine yerleştirin ve 5 dakika sonra süpernatanı bir cam pipetle çıkarın.

Ardından, şişeye 10 mililitre etanol ekleyin. Numuneyi oda sıcaklığında iki dakika boyunca 40 kilohertz'de sonikleştirin. Bittiğinde, numuneyi mıknatısın üzerine yerleştirin ve süpernatanı çıkarın.

Oleik asit kaplı nanopartikülleri 30 mililitre kloroformda dağıtın ve oda sıcaklığında beş dakika boyunca 40 kilohertz'de sonikat yapın. Sonikasyonu takiben, nanopartiküllerin 0.5 mililitresini bir cam küvete aktarın ve 0.5 mililitre kloroform ekleyin. Üreticinin talimatlarına göre bir zetasizerdaki hidrodinamik boyutu kontrol edin.

Bu noktada, 44.3 miligram potasyum permanganat ve 150.4 miligram benzoil trimetil amonyum klorürü üç ila iki su ve kloroform karışımı içinde çözün. Elde edilen çözeltiyi, mikrodalgaya uyarlanmış bir şişede oleik asit kaplı nanopartiküllerin 5 mililitrelik bir Aliquat'ına ekleyin. Sıcaklığı 105 santigrat dereceye, süreyi dokuz dakikaya, basıncı 250 psi'ye ve gücü 300 watt'a ayarlayarak azelaik asit nanopartikülleri için mikrodalga protokolünü başlatın.

Bunu takiben, şişeye 10 mililitre pH 2.9 fosfat tamponu ekleyin. Mikrodalga protokolünü tekrarladıktan ve süpernatanı çıkardıktan sonra, şişeye 10 mililitre su ekleyin ve karışımı bir Erlenmeyer şişesine aktarın. En kritik adım, azelaik asit nanopartiküllerinin saflaştırılmasıdır.

Daha sonra, Erlenmeyer şişesine 5 mililitre yüzde 10 sodyum bisülfat ekleyin ve 25 santigrat derecede iki dakika boyunca 40 kilohertz'de sonikat yapın. Parçacıkları topladıktan ve süpernatanı çıkardıktan sonra, nanoparçacıkları yüzde 1 sodyum hidroksit ile üç kez daha yıkayın. Parçacıkları 5 mililitre pH 7.2 fosfat tamponunda yeniden dağıtın.

Hidrodinamik boyutu ve zeta potansiyelini kontrol etmek için, 0.7 mililitre azelaik asit nanopartiküllerini tek kullanımlık, katlanmış bir kılcal hücreye aktarın ve analiz için zetasizere yerleştirin. 2 mililitre Aliquat azelaik asit nanopartikülleri içeren bir santrifüj tüpüne 12 miligram EDC ve 15 miligram sülfo-NHS ekleyin. Karışımı oda sıcaklığında 35 dakika vorteksleyin.

Nanopartikülleri kararsızlaştırmak için santrifüj tüpünün altına bir mıknatıs yerleştirdikten sonra, süpernatanı aspire edin ve partikülleri 1.5 mililitre 1 milimolar hepes tamponu ile yıkayın. Daha sonra 5 miligram neridronat ekleyin ve karışımı iki saat boyunca girdaplayın. Nanopartikülleri bir mıknatıs ile ayırın ve 1 milimolar hepes tamponu ile yıkayın.

Son olarak, neridronat nanopartiküllerini 2 mililitre 1 milimolar hepes tamponunda dağıtın. Hidrodinamik boyutu ve zeta potansiyelini kontrol etmek için, tek kullanımlık katlanmış bir kılcal hücreye 0.7 mililitre neridronat nanopartikül ekleyin ve analiz için zetsizer'a yerleştirin. Tüm nanopartiküller çok dar bir boyut dağılımında küçük hidrodinamik boyut sergiledi.

Parçacıklar, TEM görüntülerinde gösterildiği gibi mükemmel kristallik sunar. Ek olarak, hidrodinamik boyut ve dağılım için aynı sonuçlar, sentezin dört tekrarından sonra elde edildi ve bu da mikrodalga yaklaşımının en önemli yönlerinden biri olan tekrarlanabilirliğini gösterdi. Neridronat nanopartiküllerinde bulunan bifosfonatlara bağlı kalsiyum iyonu bağlanma özellikleri relaksometremetri ile kontrol edildi ve nanopartikül kümelerinin oluşumuna bağlı olarak T2 gevşeme süresinin kalsiyum iyon miktarı ve inkübasyon süresi ile doğrusal olarak arttığını, kalsiyum iyonu olmayan nanopartiküllerin ise stabil kaldığını gösterdi.

İn vivo MRG deneyleri, 48 haftalık apoe nakavt farelerde gerçekleştirildi ve enjeksiyondan bir saat sonra, plaktan gelen sinyal, bazal görüntülere kıyasla hipointens idi. Ek olarak, plak-kas oranı, bazal ve enjeksiyondan bir saat sonraki görüntüler arasında önemli ölçüde farklıydı. Karaciğerdeki sinyal, 20 dakika sonra dolaşımdan tamamen temizlenen neridronat nanopartiküllerinin enjeksiyonundan sonra da izlendi ve bu nanopartiküllerin aterosklerotik plağa doğru seçici birikimini doğruladı.

Ex vivo görüntüleme ve histoloji yapıldı ve nanopartiküllü ve nanopartikülsüz aortların görüntülenmesi, in vivo deneylerle uyumlu olarak sinyal yoğunluğunda farklılıklar gösterdi. Bir kez ustalaştıktan sonra, mikrodalga teknolojisi, uygun şekilde gerçekleştirilirse toplam 3 saatlik bir sürede sentez karakterizasyonuna ve plak tespitine izin verir. Bu yöntemin bir başka avantajı, küçük bir değişiklikle, aterosklerozun niceliğinin belirlenmesi gibi ek soruları yanıtlamak için termografi gibi diğer görüntüleme tekniklerinin gerçekleştirilebilmesidir.

Bu teknik, geliştirildikten sonra kardiyovasküler görüntüleme alanındaki araştırmacıların, klinik ihtiyaçlara kolayca uyarlanabilen bir deney düzeneği ile aterosklerozun erken teşhisini keşfetmelerinin önünü açmıştır. Bu videoyu izledikten sonra, mikrodalga ile hidrofilik demir oksit nanopartiküllerinin nasıl üretileceğini ve kardiyovasküler görüntülemedeki uygulamasını iyi anlamış olmalısınız. Mikrodalga fırınlarla çalışmanın kullanılan fırına bağlı olarak tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken rezervuarın basınç kontrolü gibi önlemlerin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.