Name: synthesis of immunotargeted magneto-plasmonic nanoclusters
Uploaded: 2014-08-22T16:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 43 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters at JoVE.com

עבודה זו נתמכה בחלקו על ידי מענקי NIH R01 EB008101 וR01 CA103830.

1 כלי מדידה וכלי זכוכית הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללבוש ציוד מתאים מגן, כלומר, חלוק מעבדה, כפפות חד פעמיות, והגנה על העין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר בקבוק מסביב לתחתית למעבה ולטבול אותו באמבט שמן סיליקון עם ניטור טמפרטורה על ידי מדחום. הנח מקור של חום (למשל, צלחת חמה) מתחת לאמבטית השמן (איור 1). השתמש במד חום ליכולת למדוד את הטמפרטורה גבוהה מ260 C °. </li></ol> חלקיקים .2 סינתזה של Hybrid הראשי מגנטתי plasmonic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מה שהופך את מגנטי Core חלקיקים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת 353.2 מ&quot;ג (mmol 1) ברזל acetylacetonate (III), 1 מ&quot;ל (2 mmol) חומצה אולאית, 1 מ&quot;ל oleylamine (2 mmol), 1.292 g (mmol 5) 1,2-hexadecanediol, ו10 מ&quot;ל אתר פניל ​​לסיבוב בקבוק -bottom. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את התערובת במרץ באמצעות מערבבים בר וחום מגנטיים ל250-260 מעלות צלזיוס במשך שעה 1 בריפלוקס. ואז, לחכות לפתרון להתקררעד RT. ודא שהטמפרטורה היא מתחת 260 C ° למנוע רתיחה של אתר פניל ​​ולמנוע התפרצות של תערובת התגובה מהבקבוק מסביב לתחתית למעבה. זהירות: תערובת התגובה היא חמה מאוד והכימיקלים עלולים לגרום לגירוי. חייב לפעול תחת מנדף ולהשתמש בציוד מיגון אישי מתאים. להבטיח אוורור נאות לאמבטית השמן. הערה: אמבט השמנים נשמרים ב250-260 טמפרטורת ºC עבור שעה 1 בסינתזה של חלקיקים המגנטיים. באופן עקרוני, צלחת זכוכית פיירקס יכולה לשמש למטרה זו. עם זאת, הטמפרטורה רציפה המקסימלי לזכוכית פיירקס היא ~ 260 ºC על פי מידע ספק. לכן, מיכל מתכת מספק אפשרות בטוחה יותר לתגובה כפי שהוא יכול לעמוד בטמפרטורה גבוהה יותר ויימשך זמן רב יותר במהלך ריצות מרובות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתצהיר פגז זהב על חלקיקי ליבה מגנטיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוספת 411.5 מ&quot;ג אס (1.1 mmol) זהבטייט, 0.25 מ&quot;ל (0.75 mmol) חומצה אולאית, 1.5 מ&quot;ל oleylamine (3.0 מילימול), 775.3 מ&quot;ג (3 mmol) 1,2-hexadecanediol, ו15 אתר מ&quot;ל פניל ​​בבקבוק מסביב לתחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 5 מ&quot;ל השעיה של חלקיקים מגנטיים מצעד 2.1. מחממים את תערובת התגובה ל180 ° C ולשמור תחת ריפלוקס עבור שעה 1. חכה לפתרון להתקרר לRT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 50 מ&quot;ל אתנול כדי לזרז את חלקיקים יסודיים ההיברידי אחריו צנטריפוגה ב 3,250 × גרם במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend המשקע ב25 מ&quot;ל הקסאן באמצעות sonicator אמבטיה. הוסף 25 מ&quot;ל אתנול כדי לזרז את חלקיקים היברידיים העיקריים. צנטריפוגה ב3,250 XG במשך 15 דקות ו resuspend המשקע בהקסאן. חזור על פעולה זו שלוש פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את חלקיקים היברידיים העיקרי זירז בO ייבוש ואקום / N. ודא שהחלקיקים הם יבשים לחלוטין. </li></ol></li></ol> Nanoclusters .3 היברידי מגנט plasmonic סינתזה והפרדת גודל <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li&gt; מ&quot;ג Resuspend 5 של חלקיקים היברידיים עיקריים יבשים בהקסאן 1 מ&quot;ל באמצעות sonicator אמבטיה. Sonicate ההשעיה החלקיק עד שלא משקע נראה לעין הוא הווה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף את הפתרון משלב 3.1 10 מ&quot;ל תמיסה מימית של סולפט dodecyl נתרן (2.8 מ&quot;ג / מ&quot;ל) בבקבוקון זכוכית 20 מ&quot;ל עם כובעים מצורפים. מוסיף את ההשעיה של ירידת חלקיקים היברידיים העיקרית אחר טיפה, כדי למנוע ערבוב של שני השלבים לפני השלב הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sonicate פתרון שני שלבים בsonicator אמבטיה לשעה 2, ואחרי חימום באמבט מים על 80 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות. חכה לפתרון להתקרר לRT. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למלא מים עד הקו ברמה התפעולית של האמבטיה sonication. מרכז את בקבוקון הזכוכית באמבטיה sonication. צורות תחליב מייד בין שני השלבים. לנער את פתרון שני שלבים ביד לאחר תחילת sonication; זה מקל על ערבוב בין השלב המכיל חלקיקים היברידיים ראשוניים והשלב מימיים התחתון. הערה: שים לב that sonicator יהיה לחמם לאחר 2 שעות של פעולה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה ההשעיה nanocluster ההיברידית ב100 XG למשך 30 דקות. לאסוף שני המשקע וsupernatant. Resuspend המשקע ב0.1 נתרן ציטרט מ&quot;מ מתחת 10 sonication דקות. הגודל הצפוי של nanoclusters הוא ~ 180 ננומטר בקוטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את supernatant מצעד 3.3 לצינור חרוטי חדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה ההשעיה מהצעד 3.4 ב XG 400 ל30 דקות. לאסוף שני המשקע וsupernatant. Resuspend המשקע ב0.1 נתרן ציטרט מ&quot;מ מתחת 10 sonication דקות. הגודל הצפוי של nanoclusters הוא ~ 130 ננומטר בקוטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את supernatant מצעד 3.5 לצינור חרוטי חדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה ההשעיה מהצעד 3.6 ב1,500 XG למשך 30 דקות. לאסוף את המשקע וגלול בציטרט הנתרן 0.1 מ&quot;מ מתחת 10 sonication דקות. הגודל הצפוי של nanoclusters הוא ~ 90 ננומטר בקוטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 300 _ההשעיה l nanocluster לקורא microplate 96 היטב למדידת ספקטרום ספיגת UV-Vis-NIR; 6. זרוק 10 השעיה nanocluster μl על רשת נחושת מצופה פחמן להדמית TEM. </li></ol> .4 הצמידה של נוגדנים חד שבטיים לnanoclusters <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 100 μl פתרון נוגדן חד שבטי (1 מ&quot;ג / מ&quot;ל) ב PBS, pH 7.2, למשל, אנטי עוריות Growth Factor Receptor 2 (HER2) נוגדנים או נוגדנים נגד עוריות Growth Factor Receptor 1 (EGFR). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף את פתרון הנוגדן מצעד 4.1-3.9 מ&quot;ל 4 HEPES מ&quot;מ, pH 7.2. צנטריפוגה הפתרון דרך מסנן צנטריפוגלי 10 k MWCO ב3,250 XG עבור 20 דקות ב 8 מעלות צלזיוס. Resuspend הנוגדן ב4 HEPES מ&quot;מ, pH 7.2, לנפח סופי של 100 μl. הערה: שלב זה מתבצע כדי להחליף את המדיה המקורית בפתרון הנוגדן עם HEPES. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 10 μl של 100 4-100 μl מ&quot;מ NaIO של פתרון נוגדן. כסה את בקבוקון התגובה עם אלרדיד uminum ב RT ולערבב במשך 30 דקות באמצעות ייקר מסלולית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרוות את התגובה על ידי הוספת 500 μl של 1x PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 2 μl של 46.5 פתרון מקשר מ&quot;מ (dithiolaromatic PEG6-CONHNH 2) לפתרון הנוגדנים מהצעד 4.4 ולנער במשך השעה 1 בRT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סנן את הפתרון באמצעות מסנן צנטריפוגות 10 k MWCO ב3,250 XG עבור 20 דקות ב 8 מעלות צלזיוס. Resuspend הנוגדן ב1x PBS לנפח סופי של μl 100 שמוביל לריכוז נוגדנים של ~ 1 מ&quot;ג / מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים 100 השעיה nanocluster μl בOD ~ 1.0 עם 1 μl נוגדנים שונה מצעד 4.6 (1 מ&quot;ג / מ&quot;ל) ל120 דקות ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 10 μl של 10 -3 M 5 kDa תיאול PEG ולנער ל15 דקות ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה הפתרון ב830 x גרם במשך 3 דקות. בטל supernatant וresuspend המשקעים ב100 μl 2% w / v 5 kDa PEG ב PBS, pH 7.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את ספקטרום הספיגה של nanoclusters הנוגדנים מצומדות ולהשוות לtהוא ספיגת ספקטרום של nanoclusters החשוף. מצפה כמה ננומטר משמרת אדומה לאחר הצמידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם חלקיקים המצרפי כפי שמוצג על ידי שינוי משמעותי עם עלייה בקוטר חיצוני באזור האדום NIR, להגדיל את הריכוז של PEG תיאול ל5 x 10 -3 מ &#39; כמו כן, להגדיל את זמן דגירה עם PEG תיאול ל30 דקות ולהקטין את המהירות צנטריפוגלי ב200 מרווחי XG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבדיקת תיוג תא סרטן, להוסיף נוגדן חלקיקים מצומדות מצעד 4.9 להשעיה תא סרטן באו בינוני או 1x PBS (1 מ&quot;ל ~ 10 6 תאים) ומערבבים ל60 דקות. </li></ol>

<ol>
	<li>Bigall, N. C., Parak, W. J., Dorfs, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent,+magnetic+and+plasmonic&#8212;Hybrid+multifunctional+colloidal+nano+objects.">Fluorescent, magnetic and plasmonic&#8212;Hybrid multifunctional colloidal nano objects.</a> Nano Today. 7, 282-296 (2012).</li><li>Gautier, J., Allard-Vannier, E., Herve-Aubert, K., Souce, M., Chourpa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+strategies+of+hybrid+metallic+nanoparticles+for+theragnostic+applications.">Design strategies of hybrid metallic nanoparticles for theragnostic applications.</a> Nanotechnology. 24, 432002 (2013).</li><li>Wei, Q., Wei, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+with+dynamic+contrast+agents.">Optical imaging with dynamic contrast agents.</a> Chemistry. 17, 1080-1091 (2011).</li><li>Aaron, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+optical+contrast+in+imaging+of+epidermal+growth+factor+receptor+using+magnetically+actuated+hybrid+gold/iron+oxide+nanoparticles.">Increased optical contrast in imaging of epidermal growth factor receptor using magnetically actuated hybrid gold/iron oxide nanoparticles.</a> Optics express. 14, 12930-12943 (2006).</li><li>Song, H. -. M., Wei, Q., Ong, Q. K., Wei, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmon-resonant+nanoparticles+and+nanostars+with+magnetic+cores:+synthesis+and+magnetomotive+imaging.">Plasmon-resonant nanoparticles and nanostars with magnetic cores: synthesis and magnetomotive imaging.</a> ACS nano. 4, 5163-5173 (2010).</li><li>Qu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magneto-photo-acoustic+imaging.">Magneto-photo-acoustic imaging.</a> Biomedical optics express. 2, 385-396 (2011).</li><li>Jin, Y., Jia, C., Huang, S. -. W., Donnell O&amp;39, M., Gao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+nanoparticles+as+coupled+contrast+agents.">Multifunctional nanoparticles as coupled contrast agents.</a> Nature communications. 1, 41 (2010).</li><li>Wu, C. -. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Versatile+Immunomagnetic+Nanocarrier+Platform+for+Capturing+Cancer+Cells.">Versatile Immunomagnetic Nanocarrier Platform for Capturing Cancer Cells.</a> ACS. 7, 8816-8823 (2013).</li><li>Galanzha, E. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+magnetic+enrichment+and+multiplex+photoacoustic+detection+of+circulating+tumour+cells.">In vivo magnetic enrichment and multiplex photoacoustic detection of circulating tumour cells.</a> Nature nanotechnology. 4, 855-860 (2009).</li><li>Larson, T. A., Bankson, J., Aaron, J., Sokolov, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybrid+plasmonic+magnetic+nanoparticles+as+molecular+specific+agents+for+MRI/optical+imaging+and+photothermal+therapy+of+cancer+cells.">Hybrid plasmonic magnetic nanoparticles as molecular specific agents for MRI/optical imaging and photothermal therapy of cancer cells.</a> Nanotechnology. 18, 325101 (2007).</li><li>Yu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dumbbell-like+bifunctional+Au-Fe3O4+nanoparticles.">Dumbbell-like bifunctional Au-Fe3O4 nanoparticles.</a> Nano letters. 5, 379-382 (2005).</li><li>Wang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monodispersed+core-shell+Fe3O4@Au+nanoparticles.">Monodispersed core-shell Fe3O4@Au nanoparticles.</a> The journal of physical chemistry. B. 109, 21593-21601 (2005).</li><li>Wang, H., Brandl, D. W., Le, F., Nordlander, P., Halas, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanorice:+a+hybrid+plasmonic+nanostructure.">Nanorice: a hybrid plasmonic nanostructure.</a> Nano letters. 6, 827-832 (2006).</li><li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trapping+and+Photoacoustic+Detection+of+CTCs+at+the+Single+Cell+per+Milliliter+Level+with+Magneto&#8208;Optical+Coupled+Nanoparticles.">Trapping and Photoacoustic Detection of CTCs at the Single Cell per Milliliter Level with Magneto&#8208;Optical Coupled Nanoparticles.</a> Small. 9, 2046-2052 (2013).</li><li>Truby, R. L., Emelianov, S. Y., Homan, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ligand-mediated+self-assembly+of+hybrid+plasmonic+and+superparamagnetic+nanostructures.">Ligand-mediated self-assembly of hybrid plasmonic and superparamagnetic nanostructures.</a> Langmuir. 29, 2465-2470 (2013).</li><li>Bai, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Versatile+Bottom&#8208;up+Assembly+Approach+to+Colloidal+Spheres+from+Nanocrystals.">A Versatile Bottom&#8208;up Assembly Approach to Colloidal Spheres from Nanocrystals.</a> Angewandte Chemie International Edition. 46, 6650-6653 (2007).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

<html> שלבים קריטיים בסינתזה מוצלחת של nanoclusters מגנט plasmonic כוללים ביצוע חלקיקי זהב העיקרי monodispersed מאוד פגז / ברזל ליבת תחמוצת ובימוי הרכבה עצמית של החלקיקים היסודיים לnanoclusters. יחס טוחנת בין החלקיקים וחומרים פעילי השטח העיקריים לשחק תפקיד חשוב בקביעת התפלגות גודל של nanoclusters....

חלקיקים היברידיים המורכב מחומרים שונים בעלי תכונות physicochemical שונות יכולים לפתוח הזדמנויות חדשות ביישומים ביו כולל הדמיה multimodal מולקולרית, משלוח טיפול וניטור, הקרנה חדשה ומבחני אבחון 1-3. השילוב של תכונות plasmonic והמגנטיות בחלקיק בודד הוא עניין מיוחד משום שהוא מספק חתכים חזקים מאוד פיזור אור וקליטה הקשורים לתהודות plasmon והיענות לשדה מגנטי. לדוגמא, חלקיקים מגנטו plasmonic שמשו להגדלת ניגוד בהדמיה כהה תחום התאים שכותרתו על ידי יישום אפנון אות זמני באמצעות אלקטרומגנט חיצוני 3-5. לאחרונה, עיקרון דומה יושם בפיתוח של שיטה חדשה הדמיה - הדמיה מגנטה photoacoustic, שבו חלקיקים מגנטו plasmonic יאפשר שיפורים גדולים בניגוד ועכברוש אות לרקעio 6,7. כמו כן, הראה כי חלקיקים היברידיים יכולים לשמש ללכידה וזיהוי של תאים סרטניים במחזור דם כולו וin vivo 8,9 בו זמנית. יתר על כן, חלקיקים מגנטו plasmonic מבטיחים סוכני theranostic אשר יכול לשמש להדמיה אופטית וMR ספציפי מולקולרית בשילוב עם טיפול photothermal של תאי סרטן 10. מספר גישות נחקרו לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic. לדוגמא, יו et al. פירוק וחמצון של Fe (CO) מנוצל 5 על חלקיקי זהב כדי ליצור Au-Fe 3 O 4 חלקיקי bifunctional כמו משקולת-11. וואנג et al. יש מסונתז חלקיק תחמוצת ברזל מצופה זהב בשיטה פירוק תרמי 12. כמה גישות אחרות מסתמכות על מולקולות תפקודיות פולימר ציפוי או אמין על חלקיקי ליבה מגנטיים ואחריו בתצהיר של agפגז ישן על גבי משטח הפולימר ליצור היברידי חלקיקי 7,13. בנוסף, חלקיקי תחמוצת הברזל הוצמדו לnanorods זהב באמצעות אינטראקציות אלקטרוסטטיות או תגובה כימית 14,15. למרות שגישות אלו יניבו ננו מגנט plasmonic, הם מתפשרים לכמה מאפיינים במידה של שילוב מגנט plasmonic כגון הספיגה אופטית בחלון קרוב אינפרא אדום (NIR) או מומנט מגנטי חזק אשר שניהם רצויים מאוד ביישומים ביו. לדוגמא, יש לי משקולת Au-Fe 3 O 4 חלקיקים לשיא תהודת plasmon ב520 ננומטר אשר מגביל השירות שלהם in vivo עקב עכירות רקמה גבוהות בטווח הספקטרום הזה. יתר על כן, חלקיקים מגנטו plasmonic מיוצרים על ידי פרוטוקולים הנוכחיים מוגבלים רק אחד 11 או כמה (פחות מ -10) 14,15 moieties פאראמגנטי (למשל, חלקיקי תחמוצת ברזל) שהוא פחות באופן משמעותי מיכול להיות ACHieved בnanostructure צפוף. לדוגמא, חלקיק כדורי 60 קוטר ננומטר צפוף יכול להכיל על סדר אלף של 6 חלקיקי פאראמגנטי ננומטר. לכן, יש חדר גדול לשיפור תכונות מגנטיות של חלקיקים היברידיים. יתר על כן, חלק מהפרוטוקולים שתוארו לעיל הם יחסית מורכב ודורש אופטימיזציה זהירה על מנת להימנע מהצטברות של חלקיקים במהלך הסינתזה 14,15. כאן, אנו מתארים פרוטוקול לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic עם מומנט מגנטי חזק וספיגת NIR חזקה המתייחסת מגבלות עיקריות של האמנות העכשווית. יש סינתזת מקורו בשיטת microemulsion נפט במים 16. הוא מבוסס על הרכבה של חלקיקים בגודל רצוי מחלקיקים יסודיים הרבה יותר קטנים. גישה זו שמשה בהצלחה לייצר ננו מחומר אחד, כגון זהב, תחמוצת ברזל, ופרי של מוליכים למחצהmary חלקיקי 16. הרחבנו אותו לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic על ידי, ראשון, מה שהופך את חלקיקי ליבת תחמוצת פגז בקוטר זהב 6 ננומטר / ברזל ו, אז, הרכבת החלקיקים היברידיים העיקריים לnanostructure הכדורי הסופי. הרכבת חלקיקים עיקריים לnanoclusters לא רק מאפשר שיפור התכונות של חלקיקים המרכיבים את, כגון השגת מומנט מגנטי חזק יותר תוך שמירה על מאפייני פאראמגנטי, אלא גם מנצל את האינטראקציות בין חלקיקים בודדים ובכך ליצור מאפיינים חדשים נעדרו מהחלקיקים המרכיבים את, כגון חזק הספיגה אופטית בחלון NIR. פרוטוקול זה מניב חלקיקים היברידיים עם צפיפות גבוהה של פונקציות מגנטיות וplasmonic. לאחר חלקיקים ראשוניים synthetized, השיטה שלנו היא למעשה תגובה בסיר אחד פשוט. כוח תהודת plasmon הכולל והמומנט מגנטי נקבעים על ידי מספר החלקיקים יסודיים ו, ​​therefore, יכול להיות מותאם בקלות בהתאם ליישום. יתר על כן, אנחנו גם פיתחנו הליך לנטיית נוגדן לחלקיקים היברידיים עבור יישומים ביו שונים הדורשים מיקוד ספציפי מולקולרי. נוגדנים מחוברים דרך מחצית Fc עוזב את חלק Fab כי הוא אחראי לאנטיגן מחייב זמין למיקוד.

<table><tbody><tr><td>PYREX 50 ml round bottom boiling flask with short neck &amp;amp; 24/40 [ST] joint</td><td>Corning</td><td>4320A-50</td><td>Thermal decomposition reaction</td></tr><tr><td>PYREX 41 x 300 mm 5-bulb Allihn condenser with 24/40 [ST] outer/inner joints</td><td>Corning</td><td>2480-300</td><td>Thermal decomposition reaction</td></tr><tr><td>Silicone oil</td><td>Fisher</td><td>S159-500</td><td>Oil bath</td></tr><tr><td>Hot plate stirrer</td><td>Corning</td><td>PC-351</td><td>Heat the reacton with stirring function</td></tr><tr><td>Thermometer</td><td>ThermoWorks</td><td>221-092</td><td>Measure temperature</td></tr><tr><td>Iron(III) acetylacetonate</td><td>Fisher</td><td>AC11913-0250</td><td>Material for primary hybrid nanoparticles synthesis</td></tr><tr><td>Oleic acid 99%</td><td>Fisher</td><td>A195-500</td><td>Material for primary hybrid nanoparticles synthesis</td></tr><tr><td>Gold(III) acetate</td><td>Fisher</td><td>AA3974206</td><td>Material for primary hybrid nanoparticles synthesis</td></tr><tr><td>Hexane</td><td>Fisher</td><td>H292-1</td><td>Material for primary hybrid nanoparticles synthesis</td></tr><tr><td>Phenyl ether 99%</td><td>Fisher</td><td>AC13060-0025</td><td>Material for primary hybrid nanoparticles synthesis</td></tr><tr><td>1,2-Hexadecanediol 90%</td><td>Sigma</td><td>213748-50G</td><td>Material for primary hybrid nanoparticles synthesis</td></tr><tr><td>Oleylamine 70%</td><td>Sigma</td><td>O7805-100G</td><td>Material for primary hybrid nanoparticles synthesis</td></tr><tr><td>Sodium dodecyl sulfate</td><td>Fisher</td><td>BP166-100</td><td>Cluster synthesis</td></tr><tr><td>Sodium citrate dihydrate</td><td>Sigma</td><td>W302600</td><td>Cluster synthesis</td></tr><tr><td>Monoclonal anti-EGF receptor antibody</td><td>Sigma</td><td>E2156</td><td>Cell labeling specificity test</td></tr><tr><td>Monoclonal anti-HER2 antibody</td><td>Sigma</td><td>AMAB90627</td><td>Cell labeling specificity test</td></tr><tr><td>Sodium periodate</td><td>Sigma</td><td>311448</td><td>Oxidate Fc region of antibodies</td></tr><tr><td>Dithiolaromatic PEG6-CONHNH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>SensoPath Technologies</td><td>SPT-0014B</td><td>Heterofunctional linker for antibody conjugation to nanoclusters</td></tr><tr><td>Methoxy-PEG-thiol, 5 k</td><td>Creative PEGworks</td><td>PLS-604</td><td>Passivate the remaining gold surface after antibody conjugation</td></tr><tr><td>Amicon Ultra-4 centrifugal filter unit with Ultracel-10 membrane</td><td>Millipore</td><td>UFC801008</td><td>Protein purification</td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Sigma</td><td>H3375</td><td>Buffer</td></tr><tr><td>PBS, 1x solution</td><td>Fisher</td><td>BP2438-20</td><td>Buffer</td></tr><tr><td>UV-Vis spectroscopy</td><td>BioTek&amp;nbsp;</td><td>Synergy HT</td><td>Obtain spectrum</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Eppendorf</td><td>5810R</td><td>Separation</td></tr><tr><td>Transmission Electron Microscope</td><td>FEI</td><td>TECNAI G2 F20 X-TWIN</td><td>Obtain morphology of nanostructures</td></tr><tr><td>Upright microscope</td><td>Leica</td><td>DM6000</td><td>Obtain dark-field images</td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>Branson</td><td>1510</td><td>Sonication</td></tr><tr><td>Carbon film 300 mesh grid</td><td>EMS</td><td>CF300-Cu</td><td>TEM imaging</td></tr><tr><td>96-well plate</td><td>Corning</td><td>09-761-145</td><td>UV-Vis reading plate</td></tr></tbody></table>

synthesis of immunotargeted magneto-plasmonic nanoclusters

תכונות מגנטיות וplasmonic המשולבים בחלקיק יחיד לספק סינרגיה שהיא יתרון במספר היישומים ביו כוללים שיפור לעומת בשיטות הדמיה magnetomotive רומן, ללכוד בו זמנית וזיהוי של תאים סרטניים במחזור (CTCs), והדמיה מולקולרית multimodal בשילוב עם טיפול photothermal של תאים סרטניים. יישומים אלה עוררו עניין רב בפיתוח פרוטוקולים לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic עם הספיגה אופטית באזור הקרוב אינפרא אדום (NIR) ומומנט מגנטי חזק. כאן, אנו מציגים פרוטוקול חדש לסינתזה של חלקיקים היברידיים כזה שמבוסס על שיטת microemulsion שמן במים. התכונה הייחודית של הפרוטוקול המתואר במסמך זה סינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic בגדלים שונים מלוקים עיקריים שיש גם מאפיינים מגנטו plasmonic. גישה זו מניבה חלקיקים עם דן גבוהsity של פונקציות מגנטיות וplasmonic אשר מופצות באופן אחיד לאורך כל חלקיק הנפח. חלקיקים היברידיים יכולים להיות פונקציונליות בקלות על ידי הצמדת נוגדנים דרך מחצית Fc עוזב את חלק Fab כי הוא אחראי לאנטיגן מחייב זמין למיקוד.

תכנית לסינתזה של nanoclusters מגנט plasmonic immunotargeted מוצגת באיור 2. ראשית, Fe 3 O 4 חלקיקי תחמוצת ברזל מגנטיים synthetized באמצעות שיטת פירוק תרמית. לאחר מכן, פגז זהב דק בערך 1 ננומטר מופקד על חלקיקי ליבת תחמוצת הברזל באמצעות פירוק תרמי. חלקיקים היברידיים בערך...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters at JoVE.com

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

כאן, אנו מתארים פרוטוקול לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic עם מומנט מגנטי חזק וספיג חזק קרוב אינפרא אדום (NIR). הפרוטוקול כולל גם נטיית נוגדן לחלקיקים דרך מחצית Fc עבור יישומים ביו שונים הדורשים מיקוד ספציפי מולקולרי.

Nanoclusters סינתזה של Immunotargeted מגנטתי plasmonic

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

synthesis-of-immunotargeted-magneto-plasmonic-nanoclusters

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Chemistry

15.2K Views.  University of Texas at Austin.  כאן, אנו מתארים פרוטוקול לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic עם מומנט מגנטי חזק וספיג חזק קרוב אינפרא אדום (NIR). הפרוטוקול כולל גם נטיית נוגדן לחלקיקים דרך מחצית Fc עבור יישומים ביו שונים הדורשים מיקוד ספציפי מולקולרי. 

Video: Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Utilization of Plasmonic and Photonic Crystal Nanostructures for Enhanced Micro- and Nanoparticle Manipulation

A method to manipulate the position and orientation of submicron particles nondestructively would be an incredibly useful tool for basic biological research. Perhaps the most widely used physical force to achieve noninvasive manipulation of small particles has been dielectrophoresis(DEP).1 However, DEP on its own lacks the versatility and precision that are desired when manipulating cells since it is traditionally done with stationary electrodes. Optical tweezers, which utilize a three dimensional electromagnetic field gradient to exert forces on small particles, achieve this desired versatility and precision.2 However, a major drawback of this approach is the high radiation intensity required to achieve the necessary force to trap a particle which can damage biological samples.3 A solution that allows trapping and sorting with lower optical intensities are optoelectronic tweezers (OET) but OET's have limitations with fine manipulation of small particles; being DEP-based technology also puts constraint on the property of the solution.4,5
This video article will describe two methods that decrease the intensity of the radiation needed for optical manipulation of living cells and also describe a method for orientation control. The first method is plasmonic tweezers which use a random gold nanoparticle (AuNP) array as a substrate for the sample as shown in Figure 1. The AuNP array converts the incident photons into localized surface plasmons (LSP) which consist of resonant dipole moments that radiate and generate a patterned radiation field with a large gradient in the cell solution. Initial work on surface plasmon enhanced trapping by Righini et al and our own modeling have shown the fields generated by the plasmonic substrate reduce the initial intensity required by enhancing the gradient field that traps the particle.6,7,8 The plasmonic approach allows for fine orientation control of ellipsoidal particles and cells with low optical intensities because of more efficient optical energy conversion into mechanical energy and a dipole-dependent radiation field. These fields are shown in figure 2 and the low trapping intensities are detailed in figures 4 and 5. The main problems with plasmonic tweezers are that the LSP's generate a considerable amount of heat and the trapping is only two dimensional. This heat generates convective flows and thermophoresis which can be powerful enough to expel submicron particles from the trap.9,10 The second approach that we will describe is utilizing periodic dielectric nanostructures to scatter incident light very efficiently into diffraction modes, as shown in figure 6.11 Ideally, one would make this structure out of a dielectric material to avoid the same heating problems experienced with the plasmonic tweezers but in our approach an aluminum-coated diffraction grating is used as a one-dimensional periodic dielectric nanostructure. Although it is not a semiconductor, it did not experience significant heating and effectively trapped small particles with low trapping intensities, as shown in figure 7. Alignment of particles with the grating substrate conceptually validates the proposition that a 2-D photonic crystal could allow precise rotation of non-spherical micron sized particles.10 The efficiencies of these optical traps are increased due to the enhanced fields produced by the nanostructures described in this paper.

Plasmonic tweezers and photonic crystal nanostructures are shown to produce useful enhancements in the efficiency and orientation control of optically trapping micro- and nano-particles.

ניצול של ננו גבישים פוטוניים Plasmonic ו מניפולציה מיקרו ו Nanoparticle משופרת

A method to manipulate the position and orientation of submicron particles nondestructively would be an incredibly useful tool for basic biological ...

Bioengineering

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large extinction coefficients which can be tuned across the visible spectrum. Research into the plasmonic enhancement of optical transitions has become popular, due to the possibility of altering and in some cases improving photo-absorption or emission properties of nearby chromophores such as molecular dyes or quantum dots. The electric field of the plasmon can couple with the excitation dipole of a chromophore, perturbing the electronic states involved in the transition and leading to increased absorption and emission rates. These enhancements can also be negated at close distances by energy transfer mechanism, making the spatial arrangement of the two species critical. Ultimately, enhancement of light harvesting efficiency in plasmonic solar cells could lead to thinner and, therefore, lower cost devices. The development of hybrid core/shell particles could offer a solution to this issue. The addition of a dielectric spacer between a gold nanoparticles and a chromophore is the proposed method to control the exciton plasmon coupling strength and thereby balance losses with the plasmonic gains. A detailed procedure for the coating of gold nanoparticles with CdS and ZnS semiconductor shells is presented. The nanoparticles show high uniformity with size control in both the core gold particles and shell species allowing for a more accurate investigation into the plasmonic enhancement of external chromophores.

The synthesis of uniform gold nanoparticles coated with semiconductor shells of CdS or ZnS is performed. The semiconductor coating is conducted by first depositing a silver sulfide shell and exchanging the silver cations for zinc or cadmium cations.

סינתזה, אפיון, ואת Functionalization של תקליטורים היברידי Au / ו Au / ZnS Core / Shell חלקיקים

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to neutral gold Au(0) by reducing agents, such as sodium citrate or sodium borohydride. The extension of this method to decorate iron oxide or similar nanoparticles with gold nanoparticles to create multifunctional hybrid Fe2O3-Au nanoparticles is straightforward. This approach yields fairly good control over Au nanoparticle dimensions and loading onto Fe2O3. Additionally, the Au metal size, shape, and loading can easily be tuned by changing experimental parameters (e.g., reactant concentrations, reducing agents, surfactants, etc.). An advantage of this procedure is that the reaction can be done in air or water, and, in principle, is amenable to scaling up. The use of such optically tunable Fe2O3-Au nanoparticles for hyperthermia studies is an attractive option as it capitalizes on plasmonic heating of gold nanoparticles tuned to absorb light strongly in the VIS-NIR region. In addition to its plasmonic effects, nanoscale Au provides a unique surface for interesting chemistries and catalysis. The Fe2O3 material provides additional functionality due to its magnetic property. For example, an external magnetic field could be used to collect and recycle the hybrid Fe2O3-Au nanoparticles after a catalytic experiment, or alternatively, the magnetic Fe2O3 can be used for hyperthermia studies through magnetic heat induction. The photothermal experiment described in this report measures bulk temperature change and nanoparticle solution mass loss as functions of time using infrared thermocouples and a balance, respectively. The ease of sample preparation and the use of readily available equipment are distinct advantages of this technique. A caveat is that these photothermal measurements assess the bulk solution temperature and not the surface of the nanoparticle where the heat is transduced and the temperature is likely to be higher.

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

We describe the synthesis and properties of multifunctional Fe2O3-Au nanoparticles produced by a wet chemical approach and investigate their photothermal properties using laser irradiation. The composite Fe2O3-Au nanoparticles retain the properties of both materials, creating a multifunctional structure with excellent magnetic and plasmonic properties.

Fe ההיברידי משולב<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; חלקיקי -Au עבור חימום יעיל Plasmonic

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to ...

Engineering

Colloidal Synthesis of Nanopatch Antennas for Applications in Plasmonics and Nanophotonics

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic nanoscale patch antennas. This includes a detailed procedure for the fabrication of thin films with a well-controlled thickness over macroscopic areas using layer-by-layer deposition of polyelectrolyte polymers, namely poly(allylamine) hydrochloride (PAH) and polystyrene sulfonate (PSS). These polyelectrolyte spacer layers serve as a dielectric gap in between silver nanocubes and a gold film. By controlling the size of the nanocubes or the gap thickness, the plasmon resonance can be tuned from about 500 nm to 700 nm. Next, we demonstrate how to incorporate organic sulfo-cyanine5 carboxylic acid (Cy5) dye molecules into the dielectric polymer gap region of the nanopatch antennas. Finally, we show greatly enhanced fluorescence of the Cy5 dyes by spectrally matching the plasmon resonance with the excitation energy and the Cy5 absorption peak. The method presented here enables the fabrication of plasmonic nanopatch antennas with well-controlled dimensions utilizing colloidal synthesis and a layer-by-layer dip-coating process with the potential for low cost and large-scale production. These nanopatch antennas hold great promise for practical applications, for example in sensing, ultrafast optoelectronic devices and for high-efficiency photodetectors.

A protocol for the colloidal synthesis of silver nanocubes and fabrication of plasmonic nanoscale patch antennas with sub-10 nm gaps is presented.

סינתזה קולואיד של אנטנות Nanopatch עבור יישומים plasmonics ו Nanophotonics

We present a method for colloidal synthesis of silver nanocubes and the use of these in combination with a smooth gold film, to fabricate plasmonic ...

Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing in combination with new nanofabrication techniques. A plasmon is a quantum of charge density oscillation that lends nanoscale metals such as gold and silver unique optical properties. In particular, gold and silver nanoparticles exhibit localized surface plasmon resonances-collective charge density oscillations on the surface of the nanoparticle-in the visible spectrum. Here, we focus on the fabrication of periodic arrays of anisotropic plasmonic nanostructures. These half-shell (or nanocup) structures can exhibit additional unique light-bending and polarization-dependent optical properties that simple isotropic nanostructures cannot. Researchers are interested in the fabrication of periodic arrays of nanocups for a wide variety of applications such as low-cost optical devices, surface-enhanced Raman scattering, and tamper indication. We present a scalable technique based on colloidal lithography in which it is possible to easily fabricate large periodic arrays of nanocups using spin-coating and self-assembled commercially available polymeric nanospheres. Electron microscopy and optical spectroscopy from the visible to near-infrared (near-IR) was performed to confirm successful nanocup fabrication. We conclude with a demonstration of the transfer of nanocups to a flexible, conformal adhesive film.

We demonstrate the fabrication of periodic gold nanocup arrays using colloidal lithographic techniques and discuss the importance of nanoplasmonic films.

ייצור של מערכים Nanocup זהב תקופתיים באמצעות Colloidal ליתוגרפיה

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing ...

Enrich and Expand Rare Antigen-specific T Cells with Magnetic Nanoparticles

We have developed a tool to both enrich and expand antigen-specific T cells. This can be helpful in cases such as to A) detect the existence of antigen-specific T cells, B) probe the dynamics of antigen-specific responses, C) understand how antigen-specific responses affect disease state such as autoimmunity, D) demystify heterogeneous responses for antigen-specific T cells, or E) utilize antigen-specific cells for therapy. The tool is based on a magnetic particle that we conjugate antigen-specific and T cell co-stimulatory signals, and that we term as artificial antigen presenting cells (aAPCs). Consequently, since the technology is simple to produce, it can easily be adopted by other laboratories; thus, our purpose here is to describe in detail the fabrication and subsequent use of the aAPCs. We explain how to attach antigen-specific and co-stimulatory signals to the aAPCs, how to utilize them to enrich for antigen-specific T cells, and how to expand antigen-specific T cells. Furthermore, we will highlight engineering design considerations based on experimental and biological information of our experience with characterizing antigen-specific T cells.

Antigen-specific T cells are difficult to characterize or utilize in therapies due to their extremely low frequency. Herein, we provide a protocol to develop a magnetic particle which can bind to antigen-specific T cells to enrich these cells and then to expand them several hundred-fold for both characterization and therapy.

להעשיר ולהרחיב בתאי T אנטיגן ספציפי נדיר עם חלקיקים מגנטיים

We have developed a tool to both enrich and expand antigen-specific T cells. This can be helpful in cases such as to A) detect the existence of ...

Cell Labeling and Targeting with Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles

Targeted delivery of cells and therapeutic agents would benefit a wide range of biomedical applications by concentrating the therapeutic effect at the target site while minimizing deleterious effects to off-target sites. Magnetic cell targeting is an efficient, safe, and straightforward delivery technique. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) are biodegradable, biocompatible, and can be endocytosed into cells to render them responsive to magnetic fields. The synthesis process involves creating magnetite (Fe3O4) nanoparticles followed by high-speed emulsification to form a poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) coating. The PLGA-magnetite SPIONs are approximately 120 nm in diameter including the approximately 10 nm diameter magnetite core. When placed in culture medium, SPIONs are naturally endocytosed by cells and stored as small clusters within cytoplasmic endosomes. These particles impart sufficient magnetic mass to the cells to allow for targeting within magnetic fields. Numerous cell sorting and targeting applications are enabled by rendering various cell types responsive to magnetic fields. SPIONs have a variety of other biomedical applications as well including use as a medical imaging contrast agent, targeted drug or gene delivery, diagnostic assays, and generation of local hyperthermia for tumor therapy or tissue soldering.

Targeted cell delivery is useful in a variety of biomedical applications. The goal of this protocol is to use superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) to label cells and thereby enable magnetic cell targeting approaches for a high degree of control over cell delivery and localization.

תיוג תא ומיקוד עם פאראמגנטי תחמוצת ברזל חלקיקים

Targeted delivery of cells and therapeutic agents would benefit a wide range of biomedical applications by concentrating the therapeutic effect at the ...

Trapping of Micro Particles in Nanoplasmonic Optical Lattice

The plasmonic optical tweezer has been developed to overcome the diffraction limits of the conventional far field optical tweezer. Plasmonic optical lattice consists of an array of nanostructures, which exhibit a variety of trapping and transport behaviors. We report the experimental procedures to trap micro-particles in a simple square nanoplasmonic optical lattice. We also describe the optical setup and the nanofabrication of a nanoplasmonic array. The optical potential is created by illuminating an array of gold nanodiscs with a Gaussian beam of 980 nm wavelength, and exciting plasmon resonance. The motion of particles is monitored by fluorescence imaging. A scheme to suppress photothermal convection is also described to increase usable optical power for optimal trapping. Suppression of convection is achieved by cooling the sample to a low temperature, and utilizing the near-zero thermal expansion coefficient of a water medium. Both single particle transport and multiple particle trapping are reported here.

We describe a procedure to optically trap micro-particles in nanoplasmonic optical lattice.

השמנה של חלקיקי מיקרו סריג אופטי Nanoplasmonic

The plasmonic optical tweezer has been developed to overcome the diffraction limits of the conventional far field optical tweezer. Plasmonic optical ...

Synthesis of Near-Infrared Emitting Gold Nanoclusters for Biological Applications

Over the past decade, fluorescent gold nanoclusters (AuNCs) have witnessed growing popularity in biological applications and enormous efforts have been devoted to their development. In this protocol, a recently developed, facile method for preparation of water soluble, biocompatible, and colloidally stable near-infrared emitting AuNCs have been described in detail. This room-temperature, bottom-up chemical synthesis provides easily functionalizable AuNCs capped with thioctic acid and thiol-modified polyethylene glycol in aqueous solution. The synthetic approach requires neither organic solvents or additional ligand exchange nor extensive knowledge of synthetic chemistry to reproduce. The resulting AuNCs offer free surface carboxylic acids, which can be functionalized with various biological molecules bearing a free amine group without adversely affecting the photoluminescent properties of the AuNCs. A quick, reliable procedure for flow cytometric quantification and confocal microscopic imaging of AuNC uptake by HeLa cells also been described. Due to the large Stokes shift, proper setting of filters in flow cytometry and confocal microscopy is necessary for efficient detection of near-infrared photoluminescence of AuNCs.

A reliable and easily reproducible method for preparation of functionalizable, near-infrared emitting photoluminescent gold nanoclusters and their direct detection inside HeLa cells by flow cytometry and confocal laser scanning microscopy is described.

סינתזה של כמעט אינפרא-אדום פליטת מזהב ננו אשכולות עבור יישומים ביולוגיים

Over the past decade, fluorescent gold nanoclusters (AuNCs) have witnessed growing popularity in biological applications and enormous efforts have been ...

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has been challenged. Here, we fabricate iron oxide nanoparticle shelled microbubbles (NSMs) through self-assembly, synergizing magnetic, acoustic, and optical responsiveness in one nanotherapeutic platform. Iron oxide nanoparticles serve as both magnetic and photothermal agents. Once intravenously injected, NSMs can be magnetically guided to the tumor site. Ultrasound triggers the release of iron oxide nanoparticles, facilitating the penetration of nanoparticles deep into the tumor due to the cavitation effect of microbubbles. Thereafter, magnetic hyperthermia and photothermal therapy can be performed on the tumor for combinational cancer therapy, a solution for cancer resistance due to the tumor heterogeneity. In this protocol, the synthesis and characterization of NSMs including structural, chemical, magnetic and acoustic properties were performed. In addition, the anti-cancer efficacy by thermal therapy was investigated using in vitro cell cultures. The proposed delivery strategy and combination therapy holds great promise in cancer treatment to improve both delivery and anticancer efficacies.

Presented here is a protocol for the fabrication of iron oxide nanoparticle-shelled microbubbles (NSMs) through self-assembly, synergizing magnetic, acoustic, and optical responsiveness in one nanotherapeutic platform for magnetic hyperthermia and photothermal combination cancer therapy.

מיקרו-גיבלים מגנטיים, אקוסטיים ואופטיים-משולשים-רספונסיביים לטיפול בסרטן משולב של פוטוטותרמיה

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...