Immunotargeted의 합성 자기 - 플라즈 모닉 나노 클러스터
Summary
여기에, 우리는 강한 자기 모멘트 강한 근적외선 (NIR) 흡수와 자기 플라즈몬 나노 입자의 합성 프로토콜을 설명합니다. 프로토콜은 특정 분자 표적을 필요로 다양한 생물 의학 응용 프로그램의 Fc 부분을 통해 나노 입자에 항체 접합을 포함한다.
Abstract
하나의 나노 입자에 결합 된 자기 및 플라즈몬 특성은 반대로 소설 magnetomotive 영상 방식의 개선, 동시 캡처 및 (CTCs) 종양 세포를 순환의 탐지 및 광열 치료와 결합 된 복합 분자 영상을 포함한 생물 의학 응용 프로그램의 숫자에 유리한 시너지 효과를 제공 암세포. 이러한 응용 프로그램은 근적외선 (NIR) 영역에서 광 흡수와 강한 자기 모멘트와 자기 플라즈몬 나노 입자의 합성을위한 프로토콜의 개발에 상당한 관심을 자극했다. 여기서는 중유 마이크로 에멀젼 법에 기반 하이브리드 나노 입자의 합성에 대해 신규 프로토콜을 제시한다. 본원에 기술 된 프로토콜의 고유 기능은 또한 자기 플라즈몬 특성이 기본 블록에서 다양한 크기의 자기 플라즈몬 나노 입자의 합성이다. 이러한 접근법은 높은 덴와 나노 입자를 얻을균일 한 나노 입자의 볼륨에 분산되어 자기와 플라즈몬 기능의 SITY. 하이브리드 나노 입자가 용이하게 타겟팅 가능한 항원 결합을 담당하는 팹 부를 떠나는의 Fc 잔기를 통해 항체를 부착시켜 작용 화 될 수있다.
Introduction
별개의 물리 화학적 특성을 가진 서로 다른 물질로 구성된 하이브리드 나노 입자는 복합 분자 이미징, 치료 제공 및 모니터링, 새로운 검사 및 진단 분석 1-3를 포함하여 생물 의학 응용 프로그램에서 새로운 기회를 열 수 있습니다. 이 자기장 플라즈몬 공명과 응답과 관련된 매우 강한 광 산란 및 흡수 횡단면을 제공하기 때문에 단일 나노 입자의 플라즈몬과 자기 특성의 조합은 특히 중요하다. 예를 들어, 자기 플라즈몬 나노 입자 외부 전자석 3-5 통해 시간적 신호 변조를 적용하여 표지 세포의 암시 야 이미지의 콘트라스트를 증가시키기 위해 사용되었다. 자기 – 광 음향 이미징, 자기 플라즈몬 나노 입자 콘트라스트 신호 대 배경 쥐에서 큰 개선을 활성화 – 최근 유사한 원리는 새로운 영상 기법의 개발에 적용되었다IO 6,7. 또한 하이브리드 나노 입자가 동시에 포착 및 전혈 및 생체 내에서 8,9 종양 세포 순환의 검출에 사용될 수 있음을 도시 하였다. 또한, 자기 플라즈몬 나노 입자는 암세포 (10)의 광열 치료와 결합 된 특정 분자와 광 MR 이미징을 위해 사용될 수 theranostic 에이전트 유망한.
여러 가지 접근 방법이 자기 플라즈몬 나노 입자의 합성 탐구 하였다. 아령 형상 관능의 Au-FE 3 O 4 나노 입자 (11)를 형성하는 금 나노 입자에 대한 예, 유 등. 이용 분해의 Fe (CO)의 산화를 05. 왕 등 알. 열분해 방법 (12)을 사용하여 금으로 코팅 된 산화철 나노 입자를 합성 하였다. 몇몇 다른 접근법들은 AG 증착 하였다 자성 코어 입자 상에 중합체 코팅 또는 아민 관능기 분자에 의존하이브리드를 만들 수있는 고분자 표면에 오래 쉘은 7,13 입자. 또한, 산화철 나노 입자는 정전 기적 상호 작용 또는 화학적 반응을 통해 14,15 금 나노로드에 부착 하였다. 이러한 접근 방식은 자기 플라즈몬 나노 구조를 얻을 수 있지만, 그들은 생명 의료 애플리케이션에서 매우 바람직하다 둘 다 근적외선 (NIR) 창에서 흡광도 또는 강한 자기 모멘트로 자기 플라즈몬 조합의 어느 정도의 호텔이 손상. 예를 들어, 아령의 Au-FE 3 O 4 나노 입자로 인해이 스펙트럼 범위에서 높은 조직 탁도 생체 내에서의 유틸리티를 제한 520 nm에서 플라즈몬 공명 피크를 가지고있다. 또한, 현재의 프로토콜에 의해 생성 된 자기 플라즈몬 나노 입자는 ACH가 될 수있는 것보다 상당히 작다는 것을 단지 하나 또는 소수의 (11) (10 개 미만) 14,15 상자성 잔기 (예를 들면, 산화철 나노 입자)로 제한된다조밀 나노 구조에 ieved. 예를 들어, 조밀하게는 60nm 직경의 구형 나노 입자는 6 nm의 천 초상 자성 나노 입자의 주문에 포함 할 수있다. 따라서, 하이브리드 나노 입자의 자기 적 성질을 향상시키기위한 좋은 공간이있다. 또한, 앞서 설명한 프로토콜 중 일부는 상대적으로 복잡하고 합성 14,15 중 입자 응집을 피하기 위해 신중한 최적화가 필요하다.
여기에, 우리는 강한 자기 모멘트 현재 예술의 주요 한계를 해결하는 강력한 근적외선 흡광도 자기 플라즈몬 나노 입자의 합성 프로토콜을 설명합니다. 합성은 중유 마이크로 에멀젼 방법 (16)에 그 기원이있다. 이것은 훨씬 작은 일차 입자로부터 원하는 크기의 나노 입자의 조립에 기초한다. 이 접근법을 성공적으로 금, 철 산화물, 반도체 PRI 같은 단일 물질로부터 나노 구조물을 생성하기 위해 사용되어왔다메리는 16 입자. 우리는 마지막으로 구형 나노 하이브리드 차 입자를 조립 한 후, 6 nm의 직경 골드 쉘 / 철 산화물 코어 입자를 제작함으로써, 제 자기 플라즈몬 나노 입자의 합성에 연장. 나노 클러스터뿐만 아니라, 예컨대 초상 자성 특성을 유지하면서 강한 자기 모멘트를 달성하는 등의 성분의 나노 입자의 특성을 개선 할 수 있지만 또한 이와 같은 강한 같은 구성 입자 결석 새로운 특성을 만드는 개별 나노 입자 사이의 상호 작용을 이용한다으로 일차 입자 조립 NIR 창의 광학 흡광도. 이 프로토콜은 자기 및 플라즈몬 작용기 고밀도 하이브리드 나노 입자를 산출한다. 일차 입자가 synthetized 후, 우리의 방법은 본질적으로 간단한 냄비 반응이다. 전체적인 플라즈몬 공진 강도 및 자기 모멘트는 일차 입자와, 거기는의 수에 의해 결정된다는 efore 쉽게 애플리케이션에 따라 최적화 될 수있다. 또한, 우리는 또한 분자 특정 타겟팅이 필요 다양한 생물 의학 응용 프로그램에 대한 하이브리드 나노 입자에 항체 접합하기위한 절차를 개발했다. 항체 타겟팅을 사용할 항원 결합을 담당하는 팹 부분을 떠나는의 Fc 부분을 통해 연결되어 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
자기 플라즈몬 나노 클러스터의 성공적인 합성에 중요 단계는 고도로 단 분산 금 차 쉘 / 철 산화물 코어 입자를 제조하고 나노 클러스터로 일차 입자의 자기 조립을 지시하는 것을 포함한다. 일차 입자 및 계면 활성제 사이의 몰비는 나노 클러스터의 크기 분포를 결정하는데 중요한 역할을한다. 차 나노 입자의 비 균일 한 크기 분포는 자기 플라즈 모닉 나노 클러스터를 조립하는 동안 큰 골재 형…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 NIH 보조금 R01 EB008101 및 R01 CA103830에 의해 부분적으로 지원되었다.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| PYREX 50mL Round Bottom Boiling Flask with Short Neck & 24/40 [ST] Joint | Corning | 4320A-50 | Thermal decomposition reaction |
| PYREX 41 x 300mm 5-Bulb Allihn Condenser with 24/40 [ST] Outer/Inner Joints | Corning | 2480-300 | Thermal decomposition reaction |
| Silicone Oil | Fisher | S159-500 | Oil bath |
| Hot Plate Stirrer | Corning | PC-351 | Heat the reacton with stirring function |
| Thermometer | ThermoWorks | 221-092 | Measure temperature |
| Iron (III) Acetylacetonate | Fisher | AC11913-0250 | Materials for primary hybrid nanoparticles synthesis |
| Oleic Acid 99% | Fisher | A195-500 | |
| Gold (III) Acetate | Fisher | AA3974206 | |
| Hexane | Fisher | H292-1 | |
| Phenyl Ether 99% | Fisher | AC13060-0025 | |
| 1,2-Hexadecanediol 90% | Sigma | 213748-50G | |
| Oleylamine 70% | Sigma | O7805-100G | |
| Sodium Dodecyl Sulfate | Fisher | BP166-100 | Cluster synthesis |
| Sodium Citrate Dihydrate | Sigma | W302600 | |
| Monoclonal Anti-EGF Receptor Antibody | Sigma | E2156 | Cell labeling specificity test |
| Monoclonal Anti-HER2 Antibody | Sigma | AMAB90627 | Cell labeling specificity test |
| Sodium Periodate | Sigma | 311448 | Oxidate Fc region of antibodies |
| Dithiolaromatic PEG6-CONHNH2 | SensoPath Technologies | SPT-0014B | Heterofunctional linker for antibody conjugation to nanoclusters |
| Methoxy-PEG-thiol, 5k | Creative PEGworks | PLS-604 | Passivate the remaining gold surface after antibody conjugation |
| Amicon Ultra-4 Centrifugal Filter Unit with Ultracel-10 membrane | Millipore | UFC801008 | Protien purification |
| HEPES | Sigma | H3375 | Buffer |
| PBS, 1X Solution | Fisher | BP2438-20 | Buffer |
| UV−vis Spectroscopy | BioTek | Synergy HT | Obtain spectrum |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810R | Separation |
| Transmission Electron Microscope | FEI | TECNAI G2 F20 X-TWIN | Obtain morphology of nanostructures |
| Upright microscope | Leica | DM6000 | Obtain dark-field images |
| Sonicator | Branson | 1510 | Sonication |
| Carbon Film 300 Mesh Grid | EMS | CF300-Cu | TEM imaging |
| 96-well Plate | Corning | 09-761-145 | UV-vis reading plate |
Riferimenti
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