पर पल्स लेजर उत्तेजना सोने nanoparticle एकीकृत फोटो उत्तरदायी Liposomes और उनके microbubble Cavitation के मापन के संश्लेषण
Summary
इस प्रोटोकॉल व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सामग्री के साथ एकीकृत तस्वीर उत्तरदायी liposomes सोने nanoparticle के लिए एक सरल तैयारी विधि का वर्णन है। यह भी पता चलता है स्पंदित लेजर के उपचार पर संश्लेषित liposomes की microbubble cavitation प्रक्रिया को मापने के लिए कैसे।
Abstract
Photo-responsive nanoparticles (NPs) have received considerable attention because of their potential in providing spatial, temporal, and dosage control over the drug release. However, most of the relevant technologies are still in the development process and are unprocurable by clinics. Here, we describe a facile fabrication of these photo-responsive NPs with commercially available gold NPs and thermo-responsive liposomes. Calcein is used as a model drug to evaluate the encapsulation efficiency and the release kinetic profile upon heat/light stimulation. Finally, we show that this photo-triggered release is due to the membrane disruption caused by microbubble cavitation, which can be measured with hydrophone.
Introduction
संभावना अधिकतम विशिष्टता और कम से कम प्रतिकूल प्रभाव के साथ, spatial- temporal- और खुराक नियंत्रित फैशन में दवाओं देने के लिए बाहरी उत्तेजनाओं एक आकर्षक तरीके इस्तेमाल कर रहा है दवा रिहाई को ट्रिगर करने के लिए। बहिर्जात उत्तेजनाओं उत्तरदायी सिस्टम (प्रकाश, चुंबकीय क्षेत्र, अल्ट्रासाउंड, माइक्रोवेव विकिरण) की एक विस्तृत श्रृंखला के बीच, प्रकाश ट्रिगर प्लेटफार्मों आकर्षक हैं, उनके गैर invasiveness, सादगी और क्लीनिकों में अनुकूलन क्षमता के कारण। पिछले एक दशक में 1 व्यापक अनुसंधान इस तरह के लगभग अवरक्त प्रकाश जिम्मेदार सोने के रूप में मंच प्रौद्योगिकियों की एक किस्म प्रदान की गई है (एयू) nanocages स्मार्ट पॉलिमर के साथ लेपित, 2 तस्वीर-अस्थिर, बहुलक नैनोकणों (एनपीएस) दवाओं, 3 और आत्म इकट्ठे porphysome nanovesicles के साथ संयुग्मित। हालांकि 4 इन प्रौद्योगिकियों के विकास के preclinical चरणों में अब भी कर रहे हैं, और शुरू करने तथा शेष भाग की प्रक्रिया में शामिल मानकों का एक स्पष्ट समझ और अनुकूलन की आवश्यकतादवा रिहाई रोलिंग।
एक ऐसी प्रणाली तैयार करने के लिए सरल और आसानी से सुलभ तरीकों में से एक thermally संवेदनशील liposomes 5,6, जो दोनों के बाजार में व्यापक रूप से उपलब्ध हैं और बड़े पैमाने पर preclinical और यहां तक कि क्लिनिकल परीक्षण में जांच की गई है साथ Au एनपीएस को एकीकृत करने के लिए है। उनकी plasmonic तरंग दैर्ध्य में Au एनपीएस के गहरे ऊतक सक्रियण की सीमा है, जब लगभग अवरक्त सक्रिय Au nanostructures (जैसे, nanocages) की तुलना के बावजूद, इस प्रणाली अभी भी महान वादा रखती है जब छोटे जानवरों में या मानव में सामयिक प्रसव के लिए इस्तेमाल किया। 7 प्रकाश ट्रिगर रिहाई के लिए liposomes साथ Au एनपीएस के संयोजन में कुछ शुरुआती प्रयासों जबकि उनमें से ज्यादातर माल की नवीनता पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। 8-11, पहुंच और scalability मुद्दों को संबोधित करने की जरूरत है। इसके अलावा, इन nanocarriers का उपयोग कर रिहाई तंत्र पर रिपोर्ट अभी भी सीमित हैं।
इस के साथ साथ, के निर्माण के फोटो जिम्मेदारliposomes, इसके साथ ही दवाओं और हाइड्रोफिलिक Au एनपीएस के साथ भरी हुई वर्णित किया गया है। Calcein encapsulation दक्षता और प्रणाली की रिहाई प्रोफ़ाइल मूल्यांकन करने के लिए एक मॉडल के रूप में यौगिक प्रयोग किया जाता है। इसके अलावा, इस प्रणाली में, Au एनपीएस द्वारा अवशोषित प्रकाश गर्मी के रूप में आसपास के microenvironment को dissipates, स्थानीय तापमान में वृद्धि हो जाती है। एयर सूक्ष्मबुद्बुद लेजर हीटिंग के दौरान उत्पन्न होता है और लिपिड (चित्रा 1) के यांत्रिक व्यवधान पैदा कर रहे हैं। microbubble cavitation की व्यवस्था हाइड्रोफ़ोन माप की पुष्टि की है।
Protocol
Representative Results
Discussion
पतली फिल्म हाइड्रेशन liposomes की तैयारी के लिए पारंपरिक विधि है। कार्बनिक सॉल्वैंट्स (इस मामले में क्लोरोफॉर्म) पहली कुप्पी पर एक लिपिड पतली फिल्म उत्पन्न करने के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर लिपिड भंग करने के…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम आंशिक शिक्षा के सिंगापुर मंत्रालय (CX के लिए आरजी 64/12) और Nanomedicine के एनटीयू-नॉर्थवेस्टर्न संस्थान द्वारा टीयर -1 शैक्षिक अनुसंधान धन के द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| 1,2-Dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) | Avanti Polar Lipids (Alabama, US) | 850355P | Powder, Store at -20 °C |
| 1-palmitoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphocholine (MPPC) | Avanti Polar Lipids (Alabama, US) | 855675P | Powder, Store at -20 °C |
| 1, 2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanol-amine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (ammonium salt) (DSPE-PEG2000) | Avanti Polar Lipids (Alabama, US) | 880120P | Powder, Store at -20 °C |
| Gold Nanoparticles | Sigma Aldrich | 752568-100mL | 5nm particles, stabilized at 0.1mM PBS |
| Calcein | Sigma Aldrich | C0875-10g | 60mM, pH 7.4 – adjusted using NaOH |
| phosphate buffered saline (PBS) | Sigma Aldrich | P5493 | 0.1 mM, pH 7.4 |
| Double distilled water | Millipore Milli-DI water purification system | ||
| Triton X100 | Sigma, Life Sciences | X-100 | To disrupt the liposomes to calculate total encapsulation |
| Rotavapor | Buchi (Switzerland) | R 210 | Used for Lipososme preparation |
| Heating bath | Buchi (Switzerland) | B 491 | Used for Lipososme preparation |
| Vacuum Controller | Buchi (Switzerland) | V-850 | Used for Lipososme preparation |
| Vacuum Pump | Buchi (Switzerland) | V-700 | Used for Lipososme preparation |
| Recirculation bath with temperature controller | Polyscience | Used for Lipososme preparation | |
| Mini-extruder assembly with heating block | Avanti Polar Lipids (Alabama, US) | 610000 | Used for extrusion of liposomes |
| Syringes, 1000 uL | Avanti Polar Lipids (Alabama, US) | 610017 | Used for extrusion of liposomes |
| Polycarbonate filter membrane, 200nm | Whatmann | 800281 | Used for extrusion of liposomes |
| Filter Support | Avanti Polar Lipids (Alabama, US) | 610014 | Used for extrusion of liposomes |
| PD 10 Desalting coulumns, Sephadex G-25 medium | GE Healthcare, Life sciences | 17-0851-01 | Used to purify the liposomes |
| Centrifuge | Sigma Laboratory Centrifuges | 3K30 | Used to concentrate the liposomal solution |
| Rotor | Sigma | 19777-H | Used to concentrate the liposomal solution |
| Zetasizer | Nano ZS Malvern | Used for the determination of liposome size and zetapotential | |
| UV- Visible Spectrophotometer | Shimadzu | UV-2450 | Used to measure the absorbance of the samples |
| Fluorescent Spectrofluorometer | Molecular Devices | SpectraMax M5 | Used to measure the fluorescence emission of the samples |
| Nd:YAG Laser | NewWave Research | 532 nm; Maximum power: 17mJ; Width: 406 ns; Used for sample irradiation | |
| HNR Hydrophone | ONDA | HNR-1000 | 1000 mm diameter and 450 nV/Pa sensitivity, Proper working frequency range: 0.25-10 MHz; Calibration: 50 mV/Bar; Used to measure the acoustic signals |
| Digital Osciloscope | LECORY – Wave Runner 64Xi-A | Frequency: 600 MHz; Max sample rate : 10 Gs/s (at two channel); Used to record the measured acoustic signals |
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