وأيد هذا العمل من قبل الزمالة التطبيقية BU / CIMIT الهندسة الطبية Predoctoral، والمؤسسة الوطنية للعلوم توسيع نطاق المشاركة بحوث بدء المنحة الهندسة (BRIGE)، والمعاهد الوطنية للصحة (R21EB0094930).

1. إعداد المرحلة تحول Nanoemulsion (PSNE) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 11 ملغ و 1.68 ملغ DPPC DSPE-PEG2000 في الكلوروفورم </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتبخر في المذيبات العضوية لتشكيل الفيلم الدهون الجافة في قارورة زجاجية مستديرة القاع </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Dessicate الفيلم الدهون بين عشية وضحاها </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترطيب الفيلم الدهون مع 5.5 مل من الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل الحرارة في حمام الماء ° 45 مئوية حتى يذوب الدهن الفيلم، vortexing دوري </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الدهون إلى حل قنينة مل 7 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يصوتن حل الدهون لمدة 2 دقيقة في السعة 20٪ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقسيم الحل إلى قسمين قارورة من 2.5 مل لكل (0.5 مل تجاهل المتبقية) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 2.5 مل PBS إلى كل قنينة </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع كل فيال في حمام 0 ° C الجليد المياه </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 50 ميكرولتر لكل DDFP فيال </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يصوتن كل فيال في الحمام الجليد المياه باستخدام الإعدادات التالية: 25٪ السعة، وضع نابض (10 ثوانى تشغيل، إيقاف ثانية 50)، إجمالي 60 ثانية في الوقت المحدد </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> TRansfer حلول PSNE قارورة التلألؤ إلى 20 مل </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 5 مل PBS إلى كل قارورة، مما أدى إلى حجم 10 مل النهائي </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تجميع الاتجاهات التالية الطارد المقدمة من قبل الشركة المصنعة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف كل جزء مع الماء منزوع الأيونات </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع القرص دعم الفولاذ المقاوم للصدأ في وسط قاعدة الدعم تصفية </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ على رأس القرص الصلب غير القابل للصدأ دعم </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الملقط، ضع قرص هجرة الطارد غشاء (لامعة حتى الجانب) على شبكة الفولاذ المقاوم للصدأ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الملقط، ضع فلتر الطارد (لامعة حتى الجانب) على استنزاف غشاء القرص </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع بعناية صغيرة O-الطوق على تصفية ووضع thermobarrel وأعلى الطارد فوق قاعدة الدعم </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تشديد جزئيا كل الجناح الجوز أولا، ثم تشديد تماما المكسرات الجناح باليد بطريقة متناوبة </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توصيل الطارد للخط الغاز النيتروجين </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الى رئيس الوزراء، والطارد ماصة 10 مل ماء منزوع الأيونات في منفذ الأعلى نموذج، وكأب الافتتاح، وتشديد صمام تنفيس </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح ببطء خط غاز النيتروجين لزيادة الضغط، مما اضطر العينة من خلال الأغشية، وجمع عينة من أنابيب مخرج </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الاستخدام، تفكيك بترتيب عكسي، شطف بالماء أجزاء الطارد منزوع الأيونات، وتجاهل غشاء غشاء القرص واستنزاف </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لقطرات 100 نانومتر فقط، شرط مسبق PSNE من 10 مرات من خلال البثق 200 نانومتر تصفية </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قذف PSNE 16 مرة من خلال 100 نانومتر أو 200 نانومتر مرشح للحصول على توزيع حجم الضيق </li></ol> 2. إعداد هيدروجيل بولي أكريلاميد يحتوي على PSNE <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 24٪ من تمييع الحل BSA 1.2 غرام مسحوق BSA في الماء منزوع الأيونات 5 مل </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 10٪ من الحل APS المخفف 0،1 ز مسحوق APS في توفير المياه 1 مل منزوع الأيوناتص </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في الترتيب التالي، مزيج 2،1 مل حل مادة الأكريلاميد، 1.2 مل تريس العازلة، 0.1 مل APS 10٪، 4.5 مل BSA حل 24٪، و 3.6 مل من الماء منزوع الأيونات في غرفة البلاستيك </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحرارة إلى 40 ° C ومكان تحت التفريغ لمدة 1 ساعة </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 480 ميكرولتر من PSNE ومزيج دقيق من قبل بلطف يحوم غرفة البلاستيك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 12 ميكرولتر TEMED ووضع في غرفة حمام مائي 12 ° C لمدة 2 ساعة </li></ol> 3. ممثل النتائج ويرد التخطيطي للإعداد للتجارب الموجات فوق الصوتية مع أشباح هيدروجيل محاكاة الأنسجة في الشكل 1. هذا البروتوكول يؤدي إلى قطرات الدهون المشبعة المغلفة مع توزيع حجم الضيقة التي هي مستقرة في حل لمدة أسبوع على الأقل. يظهر توزيع حجم قياس مع تشتت الضوء الحيوي (90Plus محلل حجم الجسيمات، الآلات بروكهافن، هولتسفيل، NY) في الشكل (2) لPSNE مقذوف باستخدام 100 و 200نانومتر المرشحات. يتم سرد قطر PSNE فعالة مع مرور الوقت، وتقاس باستخدام ديناميكية تشتت الضوء، في الجدول 1، مما يدل على أن PSNE مستقرة لمدة أسبوع على الأقل. وتظهر B-وضع صور PSNE قبل وبعد التبخر في هيدروجيل بولكرلميد في الشكل 3. أيضا، آفة شكلتها 15 ثانية من HIFU بوساطة التسخين في هيدروجيل بولكرلميد تحتوي على الزلال ويظهر PSNE في الشكل 4. الشكل غير المتناظر للآفة هو نتيجة لتسخين prefocal الذي يحدث بسبب وجود سحابة فقاعة في مسار الموجات فوق الصوتية. من المهم أن نلاحظ أن التدفئة prefocal وتشكيل الآفة بسبب مبعثر من فقاعات يمكن التقليل من الطاقة عن طريق تقليل الصوتية المرسلة. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig1.jpg" alt="الشكل 1"/> الشكل 1. رسم تخطيطي من الإعداد التجريبية للتجارب الموجات فوق الصوتية مع ميم النسيجicking الهلاميات المائية. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig2.jpg" alt="الشكل 2"/> الشكل 2. حجم توزيع PSNE مقذوف من خلال 100 نانومتر نانومتر أو مرشحات 200، تقاس باستخدام ديناميكية تشتت الضوء. وتستند وحدات المحاور المنسقة على شدة الضوء المتناثرة من الجزيئات من حجم معين نسبة إلى شدة الضوء المتناثرة من مجموع العينة. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig3.jpg" alt="الشكل 3"/> الشكل 3. B-وضع الصور (أ) قبل وبعد (ب) التبخر PSNE في هيدروجيل بولكرلميد. السهم يشير إلى منطقة محورية حيث تم تشكيل لسحابة فقاعة بواسطة التبخر PSNE. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig4.jpg" alt="الشكل 4"/> الشكل 4. صور polyacrهيدروجيل ylamide تحتوي على الزلال وPSNE (أ) قبل وبعد (ب) التبخر وصوتنة مع HIFU، مما يدل على تشكيل الآفة نتيجة الموجات فوق الصوتية التي يسببها التدفئة. وكان تردد الموجات فوق الصوتية 3،3 ميغاهيرتز مركز. إشارة الموجات فوق الصوتية تتكون من دورة الأولي-30، 6.4 W نبض لتبخير PSNE، تليها مباشرة 15 ثانية من الموجات فوق الصوتية المستمر عند 0.77 W. <table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td rowspan="2"> بعد أيام من قذف </td><td colspan="2"> مقذوف مع فلتر 200 نانومتر </td><td colspan="2"> مقذوف مع فلتر 100 نانومتر </td></tr><tr><td> يعني ضياء. (نيو مكسيكو) </td><td> الأمراض المنقولة جنسيا. ديف. (نيو مكسيكو) </td><td> يعني ضياء. (نيو مكسيكو) </td><td> الأمراض المنقولة جنسيا. ديف. (نيو مكسيكو) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 182،9 </td><td> 4.9 </td><td> 118،0 </td><td> 0.9 </td></tr><tr><td> 7 </td> &lt;TD&gt; 177،7 </td><td> 2.5 </td><td> 124،8 </td><td> 3.1 </td></tr></tbody></table> الجدول 1. متوسط ​​قطر والانحراف المعياري PSNE في آن واحد سبعة أيام بعد قذف مع 100 نانومتر نانومتر والمرشحات 200.

<ol>
	<li>Hynynen, K., Darkazanli, A., Unger, E., Schenck, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI-guided+noninvasive+ultrasound+surgery.">MRI-guided noninvasive ultrasound surgery.</a> Med. Phys. 20, 107-115 (1993).</li><li>Baban, D. F., Seymour, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+tumour+vascular+permeability.">Control of tumour vascular permeability.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 34, 109-119 (1998).</li><li>Maeda, H., Wu, J., Sawa, T., Matsumura, Y., Hori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+vascular+permeability+and+the+EPR+effect+in+macromolecular+therapeutics:+a+review.">Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review.</a> J. Control. Release. 65, 271-284 (2000).</li><li>Schadlich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+accumulation+of+NIR+fluorescent+PEG-PLA+nanoparticles:+impact+of+particle+size+and+human+xenograft+tumor+model.">Tumor accumulation of NIR fluorescent PEG-PLA nanoparticles: impact of particle size and human xenograft tumor model.</a> ACS Nano. 5, 8710-8720 (2011).</li><li>Williams, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convertible+perfluorocarbon+droplets+for+cancer+detection+and+therapy.">Convertible perfluorocarbon droplets for cancer detection and therapy.</a> 2010 IEEE Ultrasonics Symposium. , (2010).</li><li>Martz, T. D., Sheeran, P. S., Bardin, D., Lee, A. P., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision+manufacture+of+phase-change+perfluorocarbon+droplets+using+microfluidics.">Precision manufacture of phase-change perfluorocarbon droplets using microfluidics.</a> Ultrasound Med. Biol. 37, 1952-1957 (2011).</li><li>Giesecke, T., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-mediated+cavitation+thresholds+of+liquid+perfluorocarbon+droplets+in+vitro.">Ultrasound-mediated cavitation thresholds of liquid perfluorocarbon droplets in vitro.</a> Ultrasound Med. Biol. 29, 1359-1365 (2003).</li><li>Sheeran, P. S., Luois, S., Dayton, P. A., Matsunaga, T. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formulation+and+Acoustic+Studies+of+a+New+Phase-Shift+Agent+for+Diagnostic+and+Therapeutic+Ultrasound.">Formulation and Acoustic Studies of a New Phase-Shift Agent for Diagnostic and Therapeutic Ultrasound.</a> Langmuir. 27, 10412-10420 (2011).</li><li>Sheeran, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decafluorobutane+as+a+phase-change+contrast+agent+for+low-energy+extravascular+ultrasonic+imaging.">Decafluorobutane as a phase-change contrast agent for low-energy extravascular ultrasonic imaging.</a> Ultrasound Med. Biol. 37, 1518-1530 (2011).</li><li>Zhang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Application of Phase-Shift Nanoemulsion in High Intensity Focused Ultrasound: An In Vitro Study [Doctoral Dissertation]. , (2011).</li><li>Allen, T. M., Hansen, C., Martin, F., Redemann, C., Yau-Young, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomes+containing+synthetic+lipid+derivatives+of+poly(ethylene+glycol)+show+prolonged+circulation+half-lives+in+vivo.">Liposomes containing synthetic lipid derivatives of poly(ethylene glycol) show prolonged circulation half-lives in vivo.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1066, 29-36 (1991).</li><li>Klibanov, A. L., Maruyama, K., Beckerleg, A. M., Torchilin, V. P., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity+of+amphipathic+poly(ethylene+glycol)+5000+to+prolong+the+circulation+time+of+liposomes+depends+on+the+liposome+size+and+is+unfavorable+for+immunoliposome+binding+to+target.">Activity of amphipathic poly(ethylene glycol) 5000 to prolong the circulation time of liposomes depends on the liposome size and is unfavorable for immunoliposome binding to target.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1062, 142-148 (1991).</li><li>Klibanov, A. L., Maryama, K., Torchilin, V. P., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amphipathic+polyethyleneglycols+effectively+prolong+the+circulation+time+of+liposomes.">Amphipathic polyethyleneglycols effectively prolong the circulation time of liposomes.</a> FEBS Lett. 268, 235-237 (1990).</li><li>Gabizon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prolonged+circulation+time+and+enhanced+accumulation+in+malignant+exudates+of+Doxorubicin+encapsulated+in+polyethylene-glycol+coated+liposomes.">Prolonged circulation time and enhanced accumulation in malignant exudates of Doxorubicin encapsulated in polyethylene-glycol coated liposomes.</a> Cancer Res. 54, 987-992 (1994).</li><li>Awasthi, V. D., Garcia, D., Goins, B. A., Philips, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulation+and+biodistribution+profiles+of+long-circulating+PEG-liposomes+of+various+sizes+in+rabbits.">Circulation and biodistribution profiles of long-circulating PEG-liposomes of various sizes in rabbits.</a> Int. J. Pharm. 253, 121-132 (2003).</li><li>Zhang, P., Porter, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vitro+study+of+a+phase-shift+nanoemulsion:+a+potential+nucleation+agent+for+bubble-enhanced+HIFU+tumor+ablation.">An in vitro study of a phase-shift nanoemulsion: a potential nucleation agent for bubble-enhanced HIFU tumor ablation.</a> Ultrasound Med. Biol. 36, 1856-1866 (2010).</li><li>Lafon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gel+phantom+for+use+in+high-intensity+focused+ultrasound+dosimetry.">Gel phantom for use in high-intensity focused ultrasound dosimetry.</a> Ultrasound Med. Biol. 31, 1383-1389 (2005).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

ويستخدم الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة تركز (HIFU) سريريا ليجتذ حراريا الأورام. 1 لتعزيز وتحسين التدفئة المترجمة التذرية الحرارية في الأورام، وقد وضعت قطرات الدهون المشبعة المغلفة التي يمكن تبخيرها عن طريق HIFU. الأوعية الدموية في الأورام كثير من راشح بشكل غير ?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> الاسم الشائع </td><td> الصانع </td><td> القط. عدد </td><td> الاسم الكامل / لعبة الوصف </td></tr><tr><td> DPPC </td><td> افانتي الدهون، مرمر، AL، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> 850355P </td><td> 1،2-dipalmitoyl-SN-glycero-3-phosphocholine </td></tr><tr><td> DSPE-PEG2000 </td><td> افانتي الدهون، مرمر، AL، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> 880120P </td><td> 1،2-distearoyl-SN-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[ميثوكسي (البولي ايثيلين جليكول) -2000] (ملح النشادر) </td></tr><tr><td> DDFP </td><td> Fluoromed، جولة الصخرة، TX، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> CAS: 138495-42-8 </td><td> Dodecafluoropentane (5 C F 12) </td></tr><tr><td> PBS </td><td> سيغما الدريخ، سانت لويس، MO، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> P2194 </td><td> الفوسفات مخزنة المالحة </td></tr><tr><td> الكلوروفورم </td><td> سيغما الدريخ، سانت. لويس، MO، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> 372978 </td><td> الكلوروفورم </td></tr><tr><td> مادة الأكريلاميد </td><td> سيغما الدريخ، سانت لويس، MO، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> A9926 </td><td> 40٪ 19:01 الأكريلاميد / مكرر الأكريلاميد </td></tr><tr><td> تريس العازلة </td><td> سيغما الدريخ، سانت لويس، MO، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> T2694 </td><td> 1M، ودرجة الحموضة 8، هيدروكلوريد trizma وقاعدة trizma </td></tr><tr><td> BSA </td><td> سيغما الدريخ، سانت لويس، MO، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> A3059 </td><td> الأبقار مصل الزلال </td></tr><tr><td> APS </td><td> سيغما الدريخ، سانت لويس، MO، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> A3678 </td><td> الأمونيوم فوق كبريتات الحل </td></tr><tr><td> TEMED </td><td> سيغما الدريخ، سانت لويس، MO، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> 87689 </td><td> N، N، N &#39;، N&#39;-Tetramethylethylenediamine </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> معدات </td></tr><tr><td> Sonicator (3 تلميح مم) </TD&gt; <td> سونكس ومواد، وشركة، نيوتاون، CT، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> فات سيل </td><td></td></tr><tr><td> ماء الحمام </td><td> الحرارية فيشر العلمية، التايم، MA، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> Neslab EX-7 </td><td></td></tr><tr><td> الطارد </td><td> شمال الدهون، برنابي، BC، كندا </td><td> LIPEX </td><td></td></tr><tr><td> مرشحات الطارد </td><td> WHATMAN، بيسكاتواي، NJ، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> # 110605 Nuclepore و# 110606 </td><td></td></tr><tr><td> الطارد هجرة القرص </td><td> Sterlitech كوربوريشن، كينت، WA، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> # PETEDD25100 </td><td></td></tr><tr><td> غرفة البلاستيك </td><td> الولايات المتحدة البلاستيك شركة، ليما، OH، الولايات المتحدة الأمريكية </td><td> # 55288، 1 3/16 &quot;X1 3/16&quot; X2 7/16 &quot; </td><td></td></tr></tbody></table>

synthesis of phase-shift nanoemulsions with narrow size distributions for acoustic droplet vaporization and bubble-enhanced ultrasound-mediated ablation

ويستخدم الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة تركز (HIFU) سريريا ليجتذ حراريا الأورام. لتعزيز وتحسين التدفئة المترجمة التذرية الحرارية في الأورام، وقد وضعت قطرات الدهون المشبعة المغلفة التي يمكن تبخيرها عن طريق HIFU. الأوعية الدموية في الأورام كثير من راشح بشكل غير طبيعي بسبب نموها السريع، والجسيمات النانوية هي قادرة على اختراق fenestrations وتتراكم بشكل سلبي داخل الأورام. وهكذا، يمكن التحكم في حجم قطرات يؤدي إلى تراكم أفضل داخل الأورام. في هذا التقرير، وصفت إعداد قطرات مستقرة في مرحلة التحول nanoemulsion (PSNE) مع توزيع حجم الضيق. فقد تم تصنيع PSNE من sonicating حل الدهون في وجود المشبعة سائلة. تم الحصول على توزيع حجم الضيق من البثق العصر PSNE متعددة باستخدام مرشحات ذات أحجام المسام من 100 أو 200 نانومتر. وقد تم قياس توزيع حجم على مدى فترة لمدة 7 أيام باستخدام ديناميكية تشتت الضوء. Polyacوأعدت الهلاميات المائية التي تحتوي على rylamide PSNE لفي تجارب المختبر. تم تبخيرها قطرات PSNE في الهلاميات المائية مع الموجات فوق الصوتية والفقاعات الناتجة تعزيز التدفئة المترجمة. تبخيرها PSNE تمكن التدفئة أسرع ويقلل أيضا من شدة الموجات فوق الصوتية الحرارية اللازمة لالاجتثاث. وبالتالي، من المتوقع لتعزيز PSNE التذرية الحرارية في الأورام، وتحسين النتائج العلاجية من المحتمل HIFU بوساطة العلاجات الحرارية التذرية.

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation at Jo

Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

يمكن تبخيرها مرحلة التحول nanoemulsions (PSNE) باستخدام الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة التي تركز على تعزيز وتحسين التدفئة المترجمة التذرية الحرارية في الأورام. في هذا التقرير، وصفت إعداد PSNE مستقرة مع توزيع حجم الضيق. علاوة على ذلك، أظهرت تأثير الموجات فوق الصوتية على تبخيرها PSNE بوساطة الاجتثاث في الأنسجة محاكاة الأشباح.

توليف المرحلة تحول Nanoemulsions مع حجم التوزيعات الضيقة للتبخير القطرة الصوتية وفقاعة محسنة تذرية بوساطة الموجات فوق الصوتية

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

synthesis-phase-shift-nanoemulsions-with-narrow-size-distributions

Research

JoVE Journal

Engineering

11.0K Views.  Boston University. يمكن تبخيرها مرحلة التحول nanoemulsions (PSNE) باستخدام الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة التي تركز على تعزيز وتحسين التدفئة المترجمة التذرية الحرارية في الأورام. في هذا التقرير، وصفت إعداد PSNE مستقرة مع توزيع حجم الضيق. علاوة على ذلك، أظهرت تأثير الموجات فوق الصوتية عل?...

Video: Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do so is highly important in view of a number of applications in functional soft matter including electronics, biomedical engineering, and sensors. In the past, successful strategies to control the size and shape of supramolecular polymers typically focused on the use of templates2,3, end cappers4 or selective solvent techniques5. 
Here we disclose a strategy based on self-assembling discotic amphiphiles that leads to the control over stack length and shape of ordered, chiral columnar aggregates. By balancing electrostatic repulsive interactions on the hydrophilic rim and attractive non-covalent forces within the hydrophobic core of the polymerizing building block, we manage to create small and discrete spherical objects6,7. Increasing the salt concentration to screen the charges induces a sphere-to-rod transition. Intriguingly, this transition is expressed in an increase of cooperativity in the temperature-dependent self-assembly mechanism, and more stable aggregates are obtained. 
For our study we select a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) core connected to a hydrophilic metal chelate via a hydrophobic, fluorinated L-phenylalanine based spacer (Scheme 1). The metal chelate selected is a Gd(III)-DTPA complex that contains two overall remaining charges per complex and necessarily two counter ions. The one-dimensional growth of the aggregate is directed by &pi;-&pi; stacking and intermolecular hydrogen bonding. However, the electrostatic, repulsive forces that arise from the charges on the Gd(III)-DTPA complex start limiting the one-dimensional growth of the BTA-based discotic once a certain size is reached. At millimolar concentrations the formed aggregate has a spherical shape and a diameter of around 5 nm as inferred from 1H-NMR spectroscopy, small angle X-ray scattering, and cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM). The strength of the electrostatic repulsive interactions between molecules can be reduced by increasing the salt concentration of the buffered solutions. This screening of the charges induces a transition from spherical aggregates into elongated rods with a length &gt; 25 nm. Cryo-TEM allows to visualise the changes in shape and size. In addition, CD spectroscopy permits to derive the mechanistic details of the self-assembly processes before and after the addition of salt. Importantly, the cooperativity -a key feature that dictates the physical properties of the produced supramolecular polymers- increases dramatically upon screening the electrostatic interactions. This increase in cooperativity results in a significant increase in the molecular weight of the formed supramolecular polymers in water.

The goal of this experiment is to determine and control the size, shape and stability of self-assembled discotic amphiphiles in water. For aqueous based supramolecular polymers such level of control is very difficult. We apply a strategy using both repulsive and attractive interactions. The experimental techniques applied to characterize this system are broadly applicable.

التحكم في الحجم والشكل والاستقرار من البوليمرات Supramolecular في الماء

For aqueous based supramolecular polymers, the simultaneous control over shape, size and stability is very difficult1. At the same time, the ability to do ...

Synthesis and Operation of Fluorescent-core Microcavities for Refractometric Sensing

This paper discusses fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic analysis setup. These structures are based on the formation of a fluorescent quantum-dot (QD) coating on the channel surface of a conventional microcapillary. Silicon QDs are especially attractive for this application, owing in part to their negligible toxicity compared to the II-VI and II-VI compound QDs, which are legislatively controlled substances in many countries. While the ensemble emission spectrum is broad and featureless, an Si-QD film on the channel wall of a capillary features a set of sharp, narrow peaks in the fluorescence spectrum, corresponding to the electromagnetic resonances for light trapped within the film. The peak wavelength of these resonances is sensitive to the external medium, thus permitting the device to function as a refractometric sensor in which the QDs never come into physical contact with the analyte. The experimental methods associated with the fabrication of the fluorescent-core microcapillaries are discussed in detail, as well as the analysis methods. Finally, a comparison is made between these structures and the more widely investigated liquid-core optical ring resonators, in terms of microfluidic sensing capabilities.

Fluorescent-core microcavity sensors employ a high-index quantum-dot coating in the channel of silica microcapillaries. Changes in the refractive index of fluids pumped into the capillary channel cause shifts in the microcavity fluorescence spectrum that can be used to analyze the channel medium.

تجميع وتشغيل نيون الأساسية للاستشعار عن Microcavities Refractometric

This paper discusses  fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic  analysis setup. These structures are based on the ...

Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material fabrication techniques are able to mimic the complexity of these structures while maintaining scalability. The Vaporization of a Sacrificial Component (VaSC) process is able to do so. This process uses sacrificial fibers as a template to form hollow, cylindrical microchannels embedded within a matrix. Tin (II) oxalate (SnOx) is embedded within poly(lactic) acid (PLA) fibers which facilitates the use of this process. The SnOx catalyzes the depolymerization of the PLA fibers at lower temperatures. The lactic acid monomers are gaseous at these temperatures and can be removed from the embedded matrix at temperatures that do not damage the matrix. Here we show a method for aligning these fibers using micromachined plates and a tensioning device to create complex patterns of three-dimensionally arrayed microchannels. The process allows the exploration of virtually any arrangement of fiber topologies and structures.

The Vaporization of a Sacrificial Component (VaSC) process is used to fabricate microvascular structures. This procedure uses sacrificial poly(lactic) acid fibers to form hollow microchannels with precise 3D geometric positioning provided by laser micromachined guide plates.

عملية صنع المجهرية ثلاثي الأبعاد باستخدام تبخير مكون قرباني

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material ...

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we present the fabrication protocol for a multilayered SAW acoustic counterflow device. The device is fabricated starting from a lithium niobate (LN) substrate onto which two interdigital transducers (IDTs) and appropriate markers are patterned. A polydimethylsiloxane (PDMS) channel cast on an SU8 master mold is finally bonded on the patterned substrate. Following the fabrication procedure, we show the techniques that allow the characterization and operation of the acoustic counterflow device in order to pump fluids through the PDMS channel grid. We finally present the procedure to visualize liquid flow in the channels. The protocol is used to show on-chip fluid pumping under different flow regimes such as laminar flow and more complicated dynamics characterized by vortices and particle accumulation domains.

In this video we first describe fabrication and operation procedures of a surface acoustic wave (SAW) acoustic counterflow device. We then demonstrate an experimental setup that allows for both qualitative flow visualization and quantitative analysis of complex flows within the SAW pumping device.

تصنيع وتشغيل والتصور التدفق في سطح الموجة الصوتية يحركها الموائع الدقيقة الصوتية معاكس

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Characterization of Nanocrystal Size Distribution using Raman Spectroscopy with a Multi-particle Phonon Confinement Model

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The common techniques used for the size analysis are transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and photoluminescence spectroscopy (PL). These techniques, however, are not suitable for analyzing the nanocrystal size distribution in a fast, non-destructive and a reliable manner at the same time. Our aim in this work is to demonstrate that size distribution of semiconductor nanocrystals that are subject to size-dependent phonon confinement effects, can be quantitatively estimated in a non-destructive, fast and reliable manner using Raman spectroscopy. Moreover, mixed size distributions can be separately probed, and their respective volumetric ratios can be estimated using this technique. In order to analyze the size distribution, we have formulized an analytical expression of one-particle PCM and projected it onto a generic distribution function that will represent the size distribution of analyzed nanocrystal. As a model experiment, we have analyzed the size distribution of free-standing silicon nanocrystals (Si-NCs) with multi-modal size distributions. The estimated size distributions are in excellent agreement with TEM and PL results, revealing the reliability of our model.

We demonstrate how to determine the size distribution of semiconductor nanocrystals in a quantitative manner using Raman spectroscopy employing an analytically defined multi-particle phonon confinement model. Results obtained are in excellent agreement with the other size analysis techniques like transmission electron microscopy and photoluminescence spectroscopy.

توصيف النانوية الحجم التوزيع باستخدام مطيافية رامان مع متعددة الجسيمات الطاقة الصوتية الحبس نموذج

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The ...

Characterization of Full Set Material Constants and Their Temperature Dependence for Piezoelectric Materials Using Resonant Ultrasound Spectroscopy

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the degradation of device performance. In order to evaluate such degradations using computer simulations, full matrix material properties at elevated temperatures are needed as inputs. It is extremely difficult to measure such data for ferroelectric materials due to their strong anisotropic nature and property variation among samples of different geometries. Because the degree of depolarization is boundary condition dependent, data obtained by the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) impedance resonance technique, which requires several samples with drastically different geometries, usually lack self-consistency. The resonant ultrasound spectroscopy (RUS) technique allows the full set material constants to be measured using only one sample, which can eliminate errors caused by sample to sample variation. A detailed RUS procedure is demonstrated here using a lead zirconate titanate (PZT-4) piezoceramic sample. In the example, the complete set of material constants was measured from room temperature to 120 &#176;C. Measured free dielectric constants <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/53461/image001.jpg" /> and&#160;<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/53461/image002.jpg" /> were compared with calculated ones based on the measured full set data, and piezoelectric constants d15 and d33 were also calculated using different formulas. Excellent agreement was found in the entire range of temperatures, which confirmed the self-consistency of the data set obtained by the RUS.

This protocol describes the procedure of measuring the temperature dependence of the full set material constants of piezoelectric materials using resonant ultrasound spectroscopy (RUS).

توصيف يشبع مجموعة المواد الثوابت ومنها الاعتماد درجة الحرارة لمواد الكهروإجهادية عن طريق الرنين الموجات فوق الصوتية الطيفي

During the operation of high power electromechanical devices, a temperature rise is unavoidable due to mechanical and electrical losses, causing the ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. W/O microdroplets have recently been used in powerful methods that enable miniaturized chemical experiments. Therefore, developing a versatile method to yield monodisperse W/O microdroplets is needed. We have developed a method for generating monodisperse W/O microdroplets based on a capillary-based centrifugal axisymmetric co-flowing microfluidic device. We succeeded in controlling the size of microdroplets by adjusting the capillary orifice. Our method requires equipment that is easier-to-use than with other microfluidic techniques, requires only a small volume (0.1-1 &#181;l) of sample solution for encapsulation, and enables the production of hundreds of thousands number of W/O microdroplets per second. We expect this method will assist biological studies that require precious biological samples by conserving the volume of the samples for rapid quantitative analysis biochemical and biological studies.

Here, we demonstrate a simple production method for size-controllable, monodisperse, water-in-oil (W/O) microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. This method requires only a small sample volume and enables high-yield production. We expect this method will be useful for rapid biochemical and cellular analyses.

القائم الشعرية جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي لتشكيل السيطرة الحجم من Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

تصنيع وتشغيل Acoustofluidic أجهزة دعم السائبة موجات الصوتية الدائمة للSheathless التركيز من الجسيمات

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Measuring Spray Droplet Size from Agricultural Nozzles Using Laser Diffraction

When making an application of any crop protection material such as an herbicide or pesticide, the applicator uses a variety of skills and information to make an application so that the material reaches the target site (i.e., plant). Information critical in this process is the droplet size that a particular spray nozzle, spray pressure, and spray solution combination generates, as droplet size greatly influences product efficacy and how the spray moves through the environment. Researchers and product manufacturers commonly use laser diffraction equipment to measure the spray droplet size in laboratory wind tunnels. The work presented here describes methods used in making spray droplet size measurements with laser diffraction equipment for both ground and aerial application scenarios that can be used to ensure inter- and intra-laboratory precision while minimizing sampling bias associated with laser diffraction systems. Maintaining critical measurement distances and concurrent airflow throughout the testing process is key to this precision. Real time data quality analysis is also critical to preventing excess variation in the data or extraneous inclusion of erroneous data. Some limitations of this method include atypical spray nozzles, spray solutions or application conditions that result in spray streams that do not fully atomize within the measurement distances discussed. Successful adaption of this method can provide a highly efficient method for evaluation of the performance of agrochemical spray application nozzles under a variety of operational settings. Also discussed are potential experimental design considerations that can be included to enhance functionality of the data collected.

We present protocols to be used in the measurement of spray droplet size from agricultural nozzles used in both aerial and ground based agrochemical applications. These methods presented were developed to provide consistent and repeatable droplet size data both inter- and intra-laboratory, when using laser diffraction systems.

قياس بخاخ الرذاذ الحجم من الفوهات الزراعية عن طريق الليزر حيود

When making an application of any crop protection material such as an herbicide or pesticide, the applicator uses a variety of skills and information to ...

A Pipette-Tip Based Method for Seeding Cells to Droplet Microfluidic Platforms

Amongst various microfluidic platform designs frequently used for cellular analysis, droplet-microfluidics provides a robust tool for isolating and analyzing cells at the single-cell level by eliminating the influence of external factors on the cellular microenvironment. Encapsulation of cells in droplets is dictated by the Poisson distribution as a function of the number of cells present in each droplet and the average number of cells per volume of droplet. Primary cells, especially immune cells, or clinical specimens can be scarce and loss-less encapsulation of cells remains challenging. In this paper, we present a new methodology that uses pipette-tips to load cells to droplet-based microfluidic devices without the significant loss of cells. With various cell types , we demonstrate efficient cell encapsulation in droplets that closely corresponds to the encapsulation efficiency predicted by the Poisson distribution. Our method ensures loss-less loading of cells to microfluidic platforms and can be easily adapted for downstream single cell analysis, e.g., to decode cellular interactions between different cell types.

This article presents a protocol for seeding scarce population of cells using pipette-tips to droplet microfluidic devices in order to provide higher encapsulation efficiency of cells in droplets.

ماصة-تلميح إلى أسلوب للخلايا البذر لمنصات موائع جزيئية الحبرية

Amongst various microfluidic platform designs frequently used for cellular analysis, droplet-microfluidics provides a robust tool for isolating and ...