Summary

Sintesi e calibrazione di nanosonde fosforescenti per l'imaging di ossigeno nei sistemi biologici

Published: March 03, 2010
doi:

Summary

Vi presentiamo i principi delle misure di ossigeno da tempra fosforescenza e la progettazione commento su nanosensori dendritiche porfirina-based per l'imaging di ossigeno nei sistemi biologici.

Abstract

Misurazione dell'ossigeno da tempra fosforescenza [1, 2] è costituito dai seguenti passi: 1) la sonda viene consegnato nel mezzo di interesse (es. sangue o liquido interstiziale), 2) l'oggetto viene illuminato con luce di lunghezza d'onda appropriata al fine di eccitare la sonda nel suo stato di tripletto, 3) la fosforescenza emessa è raccolta, e suo sviluppo nel tempo viene analizzato per produrre la vita fosforescenza, che viene convertita in concentrazione di ossigeno (o pressione parziale, pO<sub> 2</sub>). La sonda non deve interagire con l'ambiente biologico e, in alcuni casi da 4) espulso dal supporto al completamento di misura. Ognuno di questi passi impone requisiti relativi alla progettazione molecolare delle sonde fosforescenti, che costituiscono l'unica componente invasiva del protocollo di misurazione. Qui passiamo in rassegna la progettazione di dendritiche nanosensori fosforescenti per misure di ossigeno nei sistemi biologici. Le sonde sono costituite da Pt o Pd porfirina-based polyarylglycine (AG) dendrimeri, modificato marginalmente con polietilenglicole (PEG) i residui. Per un efficace eccitazione a due fotoni, capolinea del dendrimeri possono essere modificate con due fotoni cromofori antenna, che catturano l'energia di eccitazione e smistarli verso i nuclei tripletta delle sonde tramite intramolecolari FRET (Förster Resonance Energy Transfer). Ci descrivono le proprietà fotofisiche chiave delle sonde e del presente protocollo dettagliate sulla calibrazione.

Protocol

1. Descrizione generale del protocollo di misurazione dell'ossigeno (Questa sezione non ha alcuna azione, ma è cruciale per capire il resto della carta. Può essere girato, ad esempio, come una sequenza di alcune diapositive in Power Point, accompagnato dalla voce). 1.1) La sonda viene consegnato nel mezzo di interesse, ad esempio, iniettata nel fluido interstiziale sangue o di un animale. 1.2) L'oggetto (superficie del tessuto…

Acknowledgements

Sostegno delle sovvenzioni EB007279 e HL081273 dagli Stati Uniti NIH Si ringrazia.

Materials

Abbreviation Full name
NMP N-methylpyrrolidinone
TFA trifluoroacetic acid
DIPEA diisopropylethylamine
HBTU 2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate
DMSO dimethylsulfoxide
CDMT CDMT=1-chloro-3,5-dimethoxytriazine
NMM NMM=N-methylmorfoline

References

  1. Vanderkooi, J. M., Maniara, G., Green, T. J., Wilson, D. F. An optical method for measurement of dioxygen concentration based on quenching of phosphorescence. J. Biol. Chem. 262, 5476-5482 (1987).
  2. Rumsey, W. L., Vanderkooi, J. M., Wilson, D. F. Imaging of phosphorescence: A novel method for measuring the distribution of oxygen in perfused tissue. Science. 241, 1649-1651 (1988).
  3. Lebedev, A. Y. Dendritic phosphorescent probes for oxygen Imaging in biological systems. Acs Applied Materials and Interfaces. 1, 1292-1304 (2009).
  4. Finikova, O. S., Cheprakov, A. V., Beletskaya, I. P., Carroll, P. J., Vinogradov, S. A. Novel versatile synthesis of substituted tetrabenzoporphyrins. Journal of Organic Chemistry. 69, 522-535 (2004).
  5. Lindsey, J. S., Schreiman, I. C., Hsu, H. C., Kearney, P. C., Marguerettaz, A. M. Rothemund and Adler-Longo Reactions revisited: Synthesis of tetraphenylporphyrins under equilibrium conditions. Journal of Organic Chemistry. 52, 827-836 (1987).
  6. Lebedev, A. Y., Troxler, T., Vinogradov, S. A. Design of metalloporphyrin-based dendritic nanoprobes for two-photon microscopy of oxygen. J. Porphyrins and Phthalocyanines. 12, 1261-1269 (2008).

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Cite This Article
Sinks, L. E., Roussakis, E., Esipova, T. V., Vinogradov, S. A. Synthesis and Calibration of Phosphorescent Nanoprobes for Oxygen Imaging in Biological Systems. J. Vis. Exp. (37), e1731, doi:10.3791/1731 (2010).

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