パルスレーザー励起時の金ナノ粒子の統合フォト応答性リポソームとそのマイクロバブルキャビテーションの測定の合成
Summary
このプロトコルは、市販の材料で光応答性リポソームを統合し、金ナノ粒子のための簡単な製造方法を説明します。また、パルスレーザーの治療の際に合成されたリポソームのマイクロバブルキャビテーションプロセスを測定する方法を示しています。
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
外部刺激を用いた薬物放出をトリガーする可能性が最大化された特異性と最小限の副作用で、spatial- temporal-および用量制御ファッションで薬物を送達するための魅力的な方法です。外因性の刺激応答システム（光、磁場、超音波、マイクロ波放射）の広い範囲の中で、光トリガ型プラットフォームは、診療所での非侵襲性、シンプルさと適応性に起因して、魅力的である。過去10年間に1広範な研究薬、3および自己組織porphysomeのnanovesiclesと結合したスマートポリマー、2光不安定性、ポリマーナノ粒子（NPS）で被覆された近赤外光を担当する金（Au）などのプラットフォーム技術、ナノケージのさまざまなを提供してきました。4しかし、 、これらの技術は、開発の前臨床段階にまだある、と開始および続きのプロセスに関与するパラメータの明確な理解と最適化が必要薬物放出をローリング。
このようなシステムを製造するための最も簡単かつ容易にアクセスできる方法の一つは、市場で広く入手可能であり、広範囲に前臨床、さらには臨床試験で研究されてきたどちらも熱感受性リポソーム5,6と金のNPを統合することです。近赤外活性化のAuナノ構造体（ 例えば、ナノケージ）と比較すると小さな動物またはヒトにおける局所送達のために使用される場合、それらのプラズモン波長でのAu NPの深部組織の活性化の限界にもかかわらず、このシステムは、依然として非常に有望です。 7光点弧のリリースのためにリポソームとのAuのNPを組み合わせることでいくつかの初期の努力があります。8月11日に 、それらのほとんどは材料の新規性に焦点を当てながら、アクセシビリティとスケーラビリティの問題に対処する必要があります。また、これらのナノキャリアを使用して、放出機構に関する報告はまだ限られています。
ここで、光応答性の製作同時に薬物や親水性のAuのNPが装填されたリポソームは、記載されています。カルセインは、カプセル化効率及びシステムの放出プロフィールを評価するために、モデル化合物として使用されます。また、このシステムでは、金のNPによって吸収された光は、局所的な温度の上昇をもたらす、熱の形で周囲の微小環境に消散します。空気の微小気泡は、レーザー加熱時に生成されたリポソーム（ 図1）の機械的破壊を引き起こしています。マイクロバブルキャビテーションのメカニズムは、ハイドロホンの測定によって確認されます。
Protocol
Representative Results
Discussion
薄膜水和は、リポソームを調製するための従来の方法です。有機溶媒（この場合はクロロホルム）まず、脂質を溶解するために使用し、次いでフラスコに脂質薄膜を生成するために、37℃でロータリーエバポレーターで除去しました。この脂質膜は、60mMのカルセインと5nmの金のNPを含有する水溶液で水和しました。水和プロセスの間、温度を約50℃に維持し、フラスコを常にフラスコを回転さ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、部分的に教育のシンガポール省（CXへRG 12分の64）とナノメディシンのNTU-北西部研究所がティア1学術研究資金によってサポートされていました。
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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