This study is supported by a grant from Comunidad de Madrid (S2010/BMD-2326, Inmunothercan-CM), by Fundacio La Marato de TV3 (70/C/2012) and by and by Spanish Economy Ministry (MAT2013-47303 P).

1. Vorbereitung der Reagenzien <ol><li> Vorbereitung 1 mM HEPES-Puffer, 23,8 mg HEPES in 100 ml destilliertem Wasser gelöst. Den pH-Wert auf 7. </li><li> Herstellung von 10% NaHSO 3 Auflösen von 10 g NaHSO 3 in 100 ml destilliertem Wasser. Rühre das Gemisch 15 min. </li><li> Bereiten NaOH Lösung Lösen von 1 g NaOH in 100 ml Wasser. Man rührt 10 min. </li><li> Herstellung von 10 mM Phosphatpuffer , 600 mg NaH 2 PO 4 in 1 l Wasser auflöst. In sorgfältig 0,34 ml Phosphorsäure und Rühren für 30 min. Stellen Sie den pH-Wert auf 2,9 (Akzeptanzbereich 2,7-3,0). </li><li> Den pH - Wert auf 7.2 Herstellung von 10 mM Phosphatpuffer , 269 mg NaH 2 PO 4 und 1,09 g Na 2 HPO 4 zu destilliertem Wasser gelöst wird ein Volumen von 1 l zu machen. </li></ol> 2. Synthese von Oleic Acid beschichtete Nanopartikel (OA-IONP) <ol><li> In einem Mikrowellen angepasst Kolben mit 0,5 g Fe (acac) 3, 1,4 ml Oleic Säure, 0,6 ml Oleylamin und 1,19 g 1,2-hexadodecanediol. 10 ml Phenylether vorsichtig durch die Kolbenwand eine Messpipette. </li><li> Führen Sie den Kolben in den Mikrowellenreaktor und starten Sie das Mikrowellen Protokoll. HINWEIS: Mikrowellen-Software ermöglicht es, die Größe für verschiedene Parameter wie Temperatur, Druck, Rühren Geschwindigkeit, Leistung und Reaktionszeit zu wählen. Darüber hinaus hat er die Möglichkeit, drei verschiedene Stufen in dem gleichen Protokoll zu laden abstimmbaren Synthese ermöglicht. Sobald die geladene synthetische Protokoll beginnt, erwärmt Mikrowellen die Probe so schnell wie möglich (Ramping-Prozess) und hält sie während der gewählten Reaktionszeit (Laufverfahren). Wahl der Leistung bestimmt die Zeit von Ramping. </li><li> Legen Sie eine dynamische Studie in der Mikrowelle. Das Protokoll enthält drei Phasen: <ol><li> Stufe 1: Stellen Sie die Temperatur auf 60 ° C, Zeit 2 min, Druck 250 psi und 150 W Leistung. Stir Geschwindigkeit hat in hoher Position und maximale Leistung in auf zu sein. </li><li> Hirsche 2: die Temperatur auf 200 ° C, Zeit 20 min, Druck 250 psi und 300 W Leistung eingestellt. Stir Geschwindigkeit hat in hoher Position und maximale Leistung in auf zu sein. </li><li> Stufe 3: Stellen Sie die Temperatur auf 250 ° C, Zeit 10 min, Druck 250 psi und 300 W Leistung. Stir Geschwindigkeit hat in hoher Position und maximale Leistung in auf zu sein. </li></ol></li><li> Nach der Protokoll Schlichten, kann der Kolben bei Raumtemperatur abkühlen lassen. HINWEIS: Kühlphase mit oder ohne Gasstrom durchgeführt werden kann. Beide Fälle liefern dieselben Ergebnisse. Aggregate werden in der Rührstab und in der Wand des Kolbens, waschen Sie es mit EtOH und auf den Erlenmeyer setzen. </li><li> Übertragen Sie das Reaktionsgemisch in einen Erlenmeyer mit einer Glaspipette und 10 ml EtOH 98%. Setzen Sie ein Nd-Nb-B-Magneten unter dem Kolben, warten Sie 5 Minuten und entfernen Sie den Überstand mit einer Glaspipette. </li><li> In 10 ml EtOH, beschallen die Probe bei RT für 2 Minuten und 40 kHz, legen Sie die Probe auf den Magneten und die Beseitigung der Überstand. Wiederholen Sie diesen Schritt bei least dreimal. </li><li> Disperse Öl Nanopartikel in 30 ml CHCl 3 und beschallen bei 40 kHz für 5 min bei RT. Schauen Sie sich die hydrodynamischen Größe in der Zetasizer gemäß den Anweisungen des Herstellers. Setzen 0,5 ml OA-IONP in der Glasküvette und fügen Sie 0,5 ml CHCl 3. Akzeptanzbereich 7-10 nm, ausgedrückt als Z-Durchschnittsgröße in der Intensität. HINWEIS: OA-IONP können in Hexan gut dispergiert werden. </li></ol> 3. Synthese von Azelainsäure Nanopartikel (Azelainsäure-IONP) <ol><li> Man löst 44,3 mg KMnO 4 und 150,4 mg BTACl in einem Gemisch aus H 2 O: CHCl 3 (3: 2 ml). Fügen Sie die resultierende Lösung in ein 5 ml Aliquot von OA-IONP im Mikrowellenkolben angepasst. </li><li> Starten Sie das Mikrowellen Protokoll für Azelainsäure-IONP. Eingestellte Temperatur bei 105 ° C, Zeit 9 min, der Druck 250 psi und Leistung bei 300 W. Setzen 10 ml Phosphatpuffer pH = 2,9, in den Kolben und wiederholen Sie die Mikrowellen Protokoll. Nach dem Schritt Abkühlen erholen, die Nanopartikelunter Verwendung eines Magneten und den Überstand entfernen. </li><li> 5 ml 10% NaHSO 3 in einen Erlenmeyerkolben, beschallen bei 40 kHz für 2 min bei 25 ° C, zu sammeln , die Partikel unter Verwendung eines Magneten und den Überstand entfernen. (Der Schritt wird 2-mal wiederholt.) Waschen der Nanopartikel noch dreimal mit 1% NaOH und schließlich wieder zu dispergieren sie in 5 ml Phosphatpuffer pH = 7,2. </li><li> Schauen Sie sich die hydrodynamische Größe und Zeta-Potential. Setzen 0,7 ml Azelaic-IONP in die Einweg-Kapillar-Zelle gefaltet und legen Sie es auf den Zetasizer. HINWEIS: Akzeptanzbereich für Größe 25-35 nm als Z-Durchschnittsgröße in der Intensität ausgedrückt. Akzeptanzbereich für Z-Potential -45 ± 5 mV. Größere Nanopartikel (~ 70 nm) mit Phosphatpuffer pH&gt; 7 statt pH = 2,9 (ref Chem Eur J 2008) erhalten werden. </li></ol> 4. Synthese von Neridronat Nanopartikel (Neridronat-IONP) <ol><li> Hinzufügen 12 mg EDC und 15 mg Sulfo-NHS in einer Zentrifuge mit 2 ml Aliquot von Azelainsäure-IONP. Stellendas Gemisch in einem Vortex bei RT für 35 min. </li><li> Setzen Sie ein Magnet unter der Zentrifuge, die Nanopartikel zu destabilisieren, den Überstand aspirieren und waschen Sie die Partikel mit 1,5 ml HEPES 1 mM pH = 7 Puffer. (Wiederholen Sie diesen Schritt zweimal.) Danach werden 5 mg Neridronat und schütteln Sie die Mischung in einem Wirbel für 2 Std. </li><li> Separate Nanopartikel mit einem Magneten und Waschen (3 x 2 ml) mit 1 mM HEPES pH = 7 Puffer. Neridronat-IONP in 2 ml 1 mM HEPES-Puffer pH = 7 schließlich dispergieren. </li><li> Schauen Sie sich die hydrodynamische Größe und Zeta-Potential. Setzen 0,7 ml Neridronat-IONP in die Einweg-gefalteten Kapillarzelle und legen Sie es auf die Zetasizer (Geräte-Setup sehen). HINWEIS: Akzeptanzbereich für Größe 40-45 nm als Z-Durchschnittsgröße in der Intensität ausgedrückt. Akzeptanzbereich für Z-Potential von -20 ± 5 mV. </li></ol> 5. In - vivo - Nachweis von Atherom Plaque in ApoE - / - Mäuse von MRI <ol><li> Vorbereitung für die MRI-Akquisition HINWEIS: Mehrere Extra-Systeme für Tierversuche erforderlich sind. Es wird also erforderlich: <ol><li> Verwenden Sie geeignete Ausrüstung, um die Tiere zu betäuben. </li><li> Besorgen Sie sich einen geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Warmwassersystem mit einem externen Warmluft die Temperatur des Tieres stabil zu halten. HINWEIS: In diesem Fall wird die MRI kompatiblen Überwachung und Gating-System registriert die Temperatur des Tieres innerhalb des MRI-Magneten. </li><li> Überwachen Sie die Außentemperatur in der Nähe des Tieres, der Körper (Rektalthermometers) Temperatur des Tieres, der Atmungssensor unter dem Körper des Tieres in der Nähe des Thorax befindet sich eine integrierte Schnittstelle in der MRI-Konsole. </li></ol></li><li> MRI-Experiment <ol><li> Anästhesieren, die Tiere mit Isofluran verdampft (2% für die Induktion während zwei bis drei Minuten und 1-1,5% für die Wartung während des Experiments MRI) mit einem 100% Sauerstoffleitung. </li><li> Legen Sie das Tier in der Mitte des Magneten mit Hilfe eines Profilerfassung. </li><li> Nach dem Schritt 5.2.2, tune die HF-Spule auf 300 MHz (7 T) Resonanzfrequenz und entsprechen der charakteristischen Impedanz der Spule 50 Ohm für einen optimalen Signalempfang. HINWEIS: Achten Sie auf die externe Verkabelung und Anbindung an das Messsystem über den Adapter / Splitter individuell auf jeden Teil der Sendespule gehen (in unserem Fall war es eine Quadratur-Spule). </li><li> Nach der Einstellung der und um die Spulen passende, stecken die Spulen in den Scanner. </li><li> Für HF-Impuls Kalibrierung (Form und Länge) und Mittenfrequenzjustierschaltung führen sowohl Impuls Kalibrierung und das Zentrum der Frequenz manuell. Führen Sie die 90 ° Impuls Kalibrierung, grob Shim (siehe unten), Mittenfrequenz und Empfänger Verstärkungseinstellungen manuell. </li><li> Führen Sie genaue Position eines Gradienten-Echo mit (FLASH oder GRE) Localizer-Scan (3 Ebene Scout Erfassung: axial, koronal und sagittal, auch genannt TriPilot. </li><li> Führen Sie den Magneten Shim die Magnetfeldhomogenität im cen zu optimierenter des Magneten. Führen Sie diesen Schritt manuell (siehe 5.2.3) unter Verwendung eines ein oder Einzelimpuls FID-Sequenz und stellen Sie die erste und die zweite Aufträge Unterlegscheiben oder jede automatische Shim-Sequenz im System HINWEIS: Ein gut unterfüttert Magnetfeld wird durch die T2 * (als größer, desto besser) oder schmalen FWHM der Spektren leicht erkannt und gemessen werden. </li></ol></li><li> MRI - Datenerfassung der Plaque 5 <ol><li> Inject 100 ul (1 mg [Fe] ml -1) von Neridronat Nanopartikel intravenös in die Schwanzvene und Bilder aufzunehmen , 1 Stunde nach der Injektion. Legen Sie die Parameter für die MRI-Akquisition von atherosklerotischen Plaques an der Bauchaorta suchen (renale Bifurkation). </li><li> Setzen Sie Multi-Slice, 10 bis 20 Scheiben in Verschachtelungsmodus Artefakte zu minimieren. </li><li> Erwerben Sie hochauflösende Fast-Spin-Echo-T1-gewichteten MRT in koronalen oder axialen Ansicht mit den folgenden Parametern: FOV 60 x 30 mm (koronale), 30 x 30 mm (axial), Dicke 0,8 mm in Scheiben schneiden (mit dem kleinen Gradientenspule configuration dies kann auf 0,6 mm reduziert werden), 400 ms TR, 8 msec TE, 256 x 256 Erfassung und Rekonstruktion Matrixdaten, 6 (große Steigung) bis 8 (kleine Steigung) Signalmittelwerte für 5-8 min durchschnittliche Akquisitionszeiten. HINWEIS: TE ist besonders kritisch, und das Vorhandensein von Blut Signal und Strömungs- und chemische Verschiebung Artefakte, die die Anwendungen begrenzen. In diesen Fällen fließen unempfindlich schnelle Spin-Echo-T2-IR-Artefakte zu reduzieren helfen können und die Akquisition von komplementären Daten in genau der gleichen Stelle helfen können, um die Plaque zu charakterisieren. Zusätzlich kann eine Vorsättigung Puls das Fett umgebenden Gewebes der Arterienwand zur besseren Abgrenzung von der äußeren Begrenzung der Wand und der chemischen Verschiebung Artefaktreduktion zu reduzieren verwendet werden. </li><li> Übertragen Sie die Bilder in einem Standardformat wie Dicom und Blick in geeigneten Software (zB Osirix Imaging Software oder AMID: Medical Imaging Data Examiner) unter Verwendung von 5. Quantifizierung der Kontrastwirkung manuell ves begrenzensel Bereich, Wandstärke, Lumenfläche und Plaque - Last 5. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Patel, D. N., Bailey, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotechnology+in+cardiovascular+medicine.">Nanotechnology in cardiovascular medicine.</a> Catheter. Cardiovasc. Interv. Off. J. Soc. Card. Angiogr. Interv. 69, 643-654 (2007).</li><li>Zhao, X., Zhao, H., Chen, Z., Lan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging+contrast+agent.">Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agent.</a> J. Nanosci. Nanotechnol. 14, 210-220 (2014).</li><li>Lee, D. E., 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=Multifunctional+nanoparticles+for+multimodal+imaging+and+theragnosis.">Multifunctional nanoparticles for multimodal imaging and theragnosis.</a> Chem. Soc. Rev. 41, 2656 (2012).</li><li>Osborne, E. A., 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=Rapid+microwave-assisted+synthesis+of+dextran-coated+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging.">Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 23, (2012).</li><li>Pellico, J., 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=Microwave-driven+synthesis+of+bisphosphonate+nanoparticles+allows+in+vivo+visualisation+of+atherosclerotic+plaque.">Microwave-driven synthesis of bisphosphonate nanoparticles allows in vivo visualisation of atherosclerotic plaque.</a> RSC Adv. 5, 1661-1665 (2015).</li><li>Lin, M. M., Kim, D. K., El Haj, A. J., Dobson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+(SPIONS)+for+translation+to+clinical+applications.">Development of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONS) for translation to clinical applications.</a> IEEE Trans. Nanobioscience. 7, 298-305 (2008).</li><li>Gupta, A. K., Gupta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+surface+engineering+of+iron+oxide+nanoparticles+for+biomedical+applications.">Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications.</a> Biomaterials. 26, 3995-4021 (2005).</li><li>Liu, F., Laurent, S., Fattahi, H., Vander Elst, L., Muller, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superparamagnetic+nanosystems+based+on+iron+oxide+nanoparticles+for+biomedical+imaging.">Superparamagnetic nanosystems based on iron oxide nanoparticles for biomedical imaging.</a> Nanomed. 6, 519-528 (2011).</li><li>Carenza, E., 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=Rapid+synthesis+of+water-dispersible+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+by+a+microwave-assisted+route+for+safe+labeling+of+endothelial+progenitor+cells.">Rapid synthesis of water-dispersible superparamagnetic iron oxide nanoparticles by a microwave-assisted route for safe labeling of endothelial progenitor cells.</a> Acta Biomater. 10, 3775-3785 (2014).</li><li>Osborne, E. A., 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=Rapid+microwave-assisted+synthesis+of+dextran-coated+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging.">Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 23, 215602 (2012).</li><li>Gatti, D., Rossini, M., Viapiana, O., Idolazzi, L., Adami, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+development+of+neridronate:+potential+for+new+applications.">Clinical development of neridronate: potential for new applications.</a> Ther. Clin. Risk Manag. 9, 139-147 (2013).</li><li>Drake, M. T., Clarke, B. L., Khosla, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bisphosphonates:+mechanism+of+action+and+role+in+clinical+practice.">Bisphosphonates: mechanism of action and role in clinical practice.</a> Mayo Clin Proc. 83, 1032-1045 (2008).</li><li>Devogelaer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+bone+diseases+with+bisphosphonates,+excluding+osteoporosis.">Treatment of bone diseases with bisphosphonates, excluding osteoporosis.</a> Curr. Opin. Rheumatol. 12, 331-335 (2000).</li><li>Pascu, O., 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=Surface+Reactivity+of+Iron+Oxide+Nanoparticles+by+Microwave-Assisted+Synthesis;+Comparison+with+the+Thermal+Decomposition+Route.">Surface Reactivity of Iron Oxide Nanoparticles by Microwave-Assisted Synthesis; Comparison with the Thermal Decomposition Route.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 15108-15116 (2012).</li><li>Sun, S., Zeng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-Controlled+Synthesis+of+Magnetite+Nanoparticles.">Size-Controlled Synthesis of Magnetite Nanoparticles.</a> J. Am. Chem. Soc. 124, 8204-8205 (2002).</li><li>Hyeon, T., Lee, S. S., Park, J., Chung, Y., Na, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+highly+crystalline+and+monodisperse+maghemite+nanocrystallites+without+a+size-selection+process.">Synthesis of highly crystalline and monodisperse maghemite nanocrystallites without a size-selection process.</a> J. Am. Chem. Soc. 123, 12798-12801 (2001).</li><li>Herranz, F., Morales, M. P., Roca, A. G., Vilar, R., Ruiz-Cabello, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+the+aqueous+functionalization+of+superparamagnetic+Fe+2+O+3+nanoparticles.">A new method for the aqueous functionalization of superparamagnetic Fe 2 O 3 nanoparticles.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 3, 215-222 (2008).</li><li>Herranz, F., Morales, M. P., Roca, A. G., Desco, M., Ruiz-Cabello, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+the+rapid+synthesis+of+water+stable+superparamagnetic+nanoparticles.">A new method for the rapid synthesis of water stable superparamagnetic nanoparticles.</a> Chem. Weinh. Bergstr. Ger. 14, 9126-9130 (2008).</li><li>Herranz, 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=Superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+conjugated+to+a+grass+pollen+allergen+and+an+optical+probe.">Superparamagnetic iron oxide nanoparticles conjugated to a grass pollen allergen and an optical probe.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 7, 435-439 (2012).</li></ol>

No disclosures

Eisenoxid-Nanopartikel (IONP) sind eine der wichtigsten Nanomaterialien und es hat sich für verschiedene Anwendungen vor langer Zeit verwendet worden. Die Verwendung dieser Materialien als Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein gut eingeführtes Gebiet. Allerdings nehmen die Synthesewege oft mehrere Zeit und die Einstellung ist kompliziert. Aufgrund dramatisch Reaktionszeiten zu reduzieren und verbessert die Reproduzierbarkeit scheint die Verwendung von Mikrowellengesteuerten Synthese eine gute...

Atherosklerose ist eine multifaktorielle chronische entzündliche Erkrankung der Wandung arterielle aus einem deregulierten Lipidstoffwechsel und einem fehlerhaften Entzündungsreaktion. Aufgrund der Prävalenz und die wirtschaftlichen und sozialen Kosten von kardiovaskulären Erkrankungen dieser und verwandten besteht ein wachsendes Interesse an der Pathologie mit neuen Werkzeugen in Adressieren, von denen Nanotechnologie eine der vielversprechendsten ist. 1-3 Jedoch gibt es sehr wenige Beispiele für schnelle Herstellung und Charakterisierung von Sonden , die für die Übersetzung in die Klinik 4 in diesem Protokoll verwenden wir eine Mikrowellensynthese von Eisenoxid - Nanopartikel zur weiteren Funktionalisierung mit einem Bisphosphonat und in vivo Detektion von Atherosklerose in ApoE basisch ist -. / -. Mäuse in 1 Std 5 Eisenoxid-Nanopartikel (IONP) sind eine bekannte Nanomaterial und seine Verwendung als Kontrastmittel für Magnetic Resonance Imaging (MRI) hat sich für den Nachweis verschiedener Krankheits etablierts in den letzten Jahren. 6-8 Mikrowellensynthese (MWS), ermöglicht Nanopartikel in extrem kurzen Zeiten mit hoher Reproduzierbarkeit und verbesserte Ausbeuten zu synthetisieren. 9,10 In unserem Protokoll erhalten wir IONP mit Plaque - Fähigkeiten in drei Schritten Targeting. Die letzte ist die Befestigung eines Aminobisphosphonat, Neridronat, die aufgrund ihrer Calciumbindungseigenschaften in unserer Strategie Schlüssel. Aufgrund ihrer natürlichen analogen Pyrophosphat (PPi), Neridronat wurde bei der Behandlung von Osteogenesis imperfecta (OI) und der Paget-Knochenkrankheit (PDB) für ihre hohe Affinität zu Knochenmineral verwendet. 11-13 Die drei Schritte des Protokolls sind in Schema 1 zusammengefasst ersten und zweiten Stufen durchgeführt werden Mikrowellentechnik. Erster Schritt bereitzustellen Ölsäure überzogenem Eisenoxid - Nanoteilchen (OA-IONP) durch eine Modifikation der veröffentlichten Verfahren. 14 Das Protokoll ist eine Anpassung an Mikrowellensynthese des traditthermische Zersetzung ional Synthese. 15,16 Eine Mischung , die Fe (acac) 3, Ölsäure, Oleylamin und 1,2-Dodecandiol wird in Benzylalkohol gelöst und bei zwei Erwärmungsverfahren unterworfen. Reinigung wird durchgeführt, mit EtOH gewaschen und Sammeln der Teilchen mit einem Nd-Fe-B-Magneten um den Überschuss an oberflächenaktiven Mitteln in dem Überstand zu entfernen. Dann OA-IONP in CHCl 3 stabilisiert. Wie erwartet, aufgrund der sehr schnelle Erwärmung, zeigte die erwarteten Ergebnisse, dass die durch Mikrowellen kleiner synthetisierten Nanopartikel in Form von Kern (3,7 ± 0,8 nm) und hydrodynamischen Größe (7,5 nm) im Vergleich zu herkömmlichen thermischen Zersetzung; jedoch Nanopartikel noch eine hervorragende Kristallinität präsentieren. Der zweite Schritt besteht in einer direkten chemischen Modifikation der Doppelbindung, die in der Ölsäure, ein starkes Oxidationsmittel wie KMnO 4 unter Verwendung der ursprünglichen Methode entwickelt , in unserer Gruppe für MW Bedingungen geändert wurde.17 Eine erste Stufe bildet , die Komplexe zwischen MnO 4 - und die Doppelbindung. Dann wird eine zweite Stufe in sauren Bedingungen produzieren die Spaltung des Moleküls Ölsäure Azelainsäure-IONP geben. Nach diesen zwei Stufen von 9 min jedem wird die Probe gereinigt, zuerst Waschen mit NaHSO 3 1% des Überschusses an MnO 4 zu reduzieren - zu MnO 2 und dann mit NaOH 1% zu neutralisieren , um die Säure. Nach dem Reinigungsschritt, Azelain--IONP werden in 10 mM Phosphatpuffer pH = 7,2 stabilisiert. Dieser Puffer ist die beste Umgebung für die kolloidale Stabilität der Teilchen in ähnlicher Weise zu dem, was in der ursprünglichen, thermische Reaktion geschah. 18 die Verwendung von Mikrowellen für die direkte Oxidation der Doppelbindung enthalten in OA-IONP ist ein sehr gutes Beispiel für die Vorteile dieser Technik bei der Synthese von Nanopartikeln. Bei der klassischen Methode die Reaktion 24 Stunden dauert, nimmt die Nutzung von Mikrowellen die Reactipünktlich zu 18 min. Darüber hinaus zeigt die Mikrowellen-unterstütztes Protokoll eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit Nanopartikeln mit 30 ± 5 nm der hydrodynamischen Größe nach 4 Wiederholungen gibt. Neben der Änderung der hydrodynamischen Größe ist das Zeta-Potential ein guter Parameter, um schnell die erfolgreiche der Reaktions überprüfen. Aufgrund des Vorhandenseins der neuen Carboxylgruppen in Azelaic-IONP, ist der Wert für das Zeta-Potential -44 mV herum, sehr ähnlich dem Wert, der durch die thermische Ansatz erhalten. Zur Befestigung von Neridronat zu Azelaic-IONP, traditionelle EDC / Sulfo-NHS Konjugation verwendet wird. 19 Dieser Syntheseansatz ist gut etabliert , da unter Verwendung eines aktivierten Carboxylats mit dem Sulfo-NHS gewährleistet kolloidale Stabilität während der Reaktion. Nach der Eliminierung von Phosphatpuffer die Reaktion mit Neridronat wird in 1 mM HEPES-Puffer (pH ~ 7) durchgeführt. Die Reaktion macht Neridronat-IONP mit einem hydrodynamischen Größe von 40 ± 4 nm in einer engen Größen distribution und -24,1 mV von Zeta-Potential. Das Verfahren ist für die schnelle Synthese von IONP für in vivo Visualisierung von atherosklerotischen Plaques beschrieben , obwohl die Durchführbarkeit des Verfahrens die Befestigung jedes Peptid / Antikörper mit freien Aminen ermöglicht, die gleichen Bedingungen verwendet, für verschiedene Zwecke innerhalb der T 2 -gewichteten MRT - Kontrastmittel Feld.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1107">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Microwave Explorer/Discover Hybrid-12</td>
			<td style="width:176px;">CEM Corporation, USA</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td style="width:311px;">Any microwave for chemical synthesis can be used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Disposable PD-10 desalting columns&#160;</td>
			<td>GE Healthcare life sciences</td>
			<td>17-0851-01</td>
			<td>Any size exclusion column will work</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Amicon&#174;Ultra-0.5 ml&#160;</td>
			<td>Merck Millipore Ltd</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Calibrated pH meter&#160;</td>
			<td>SI analytics</td>
			<td>285105127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Neodymium magnet&#160;</td>
			<td>Aiman Gz</td>
			<td>ND010B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vortex Genius 3&#160;</td>
			<td>IKA</td>
			<td>3340000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ZetaSizer Nano ZS&#160;</td>
			<td>Malvern Instruments</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Standard (macro) cell Optical glass&#160;</td>
			<td>Labbox</td>
			<td>11718</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Zetasizer nanoseries disponsable folded capillary cells DTS1070</td>
			<td>Malvern</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:395px;">Bruker Minispec mq60</td>
			<td style="width:176px;">Bruker</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microwave-driven synthesis of iron oxide nanoparticles for fast detection of atherosclerosis

Eine schnelle und reproduzierbare mikrowellengesteuertes Protokoll wurde für die Synthese von Neridronat-funktionalisierten Nanopartikel entwickelt. Ausgehend von der Synthese von hydrophoben Nanopartikeln, ist unsere Methode basiert auf einer Anpassung von Verfahren zur thermischen Zersetzung Mikrowellen angetrieben Synthese. Die neue Methodik erzeugt eine Verringerung der Reaktionszeiten im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. Darüber hinaus erhöht die Verwendung der Mikrowellentechnik, die Reproduzierbarkeit der Reaktionen, was wichtig vom Standpunkt der klinischen Anwendungen. Die Neuheit dieses Eisenoxid-Nanopartikel ist die Befestigung von Neridronat. Die Verwendung dieses Moleküls führt ein Bisphosphonat - Einheit in Richtung der Außenseite des Nanopartikels , das Ca 2+ Bindungseigenschaften in vitro und in vivo eine selektive Anreicherung in der Atherom Plaque liefert. Das Protokoll ermöglicht die Synthese und Plaque-Erkennung in etwa 3 Stunden seit der ersten Synthese von organic Vorläufer. Ihre Anreicherung in der atherosklerotischen Bereich in weniger als 1 Stunde liefert ein Kontrastmittel, insbesondere geeignet für klinische Anwendungen.

In diesem Protokoll wird die Synthese von drei verschiedenen IONP beschrieben. Ausgehend von hydrophoben OA-IONP wässrige stabile Nanopartikel werden mit Hilfe von Mikrowellengesteuerten Synthese erhalten. Alle Nanopartikel präsentiert ultrakleine hydrodynamischen Größe (AVW &lt;50 nm) in einer sehr engen Größenverteilung (Abbildung 1c). Die Verwendung von Mikrowellentechnologie macht ultra-kleine Nanopartikel im Hinblick auf die Kerngrößen. Da Mikrowelle eine sc...

Watch this Scientific Journal Video about Microwave-driven Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles for Fast Detection of Atherosclerosis at JoVE.com

Microwave-driven Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles for Fast Detection of Atherosclerosis

Mikrowelle gesteuerte Synthese von Eisenoxid-Nanopartikeln für die schnelle Erkennung von Atherosclerosis

Mikrowellen-Technologie ermöglicht extrem schnelle Synthese von Eisenoxid-Nanopartikeln für Atherosklerose Plaquecharakterisierung. Die Verwendung eines Aminobisphosphonat in der Außenseite des Nanopartikels bietet eine schnelle Anreicherung in der atherosklerotischen Bereich.

A fast and reproducible microwave-driven protocol has been developed for the synthesis of neridronate-functionalized nanoparticles. Starting from the ...

microwave-driven-synthesis-iron-oxide-nanoparticles-for-fast

Research

JoVE Journal

Bioengineering

10.4K Aufrufe.  Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III and CIBER de Enfermedades Respiratorias.  Mikrowellen-Technologie ermöglicht extrem schnelle Synthese von Eisenoxid-Nanopartikeln für Atherosklerose Plaquecharakterisierung. Die Verwendung eines Aminobisphosphonat in der Außenseite des Nanopartikels bietet eine schnelle Anreicherung in der atherosklerotischen Bereich. 

Serie: Microwave-driven Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles for Fast Detection of Atherosclerosis

High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles

Transdisciplinary approaches involving areas such as material design, nanotechnology, chemistry, and immunology have to be utilized to rationally design efficacious vaccines carriers. Nanoparticle-based platforms can prolong the persistence of vaccine antigens, which could improve vaccine immunogenicity1. Several biodegradable polymers have been studied as vaccine delivery vehicles1; in particular, polyanhydride particles have demonstrated the ability to provide sustained release of stable protein antigens and to activate antigen presenting cells and modulate immune responses2-12.
The molecular design of these vaccine carriers needs to integrate the rational selection of polymer properties as well as the incorporation of appropriate targeting agents. High throughput automated fabrication of targeting ligands and functionalized particles is a powerful tool that will enhance the ability to study a wide range of properties and will lead to the design of reproducible vaccine delivery devices.
The addition of targeting ligands capable of being recognized by specific receptors on immune cells has been shown to modulate and tailor immune responses10,11,13 C-type lectin receptors (CLRs) are pattern recognition receptors (PRRs) that recognize carbohydrates present on the surface of pathogens. The stimulation of immune cells via CLRs allows for enhanced internalization of antigen and subsequent presentation for further T cell activation14,15. Therefore, carbohydrate molecules play an important role in the study of immune responses; however, the use of these biomolecules often suffers from the lack of availability of structurally well-defined and pure carbohydrates. An automation platform based on iterative solution-phase reactions can enable rapid and controlled synthesis of these synthetically challenging molecules using significantly lower building block quantities than traditional solid-phase methods16,17.
Herein we report a protocol for the automated solution-phase synthesis of oligosaccharides such as mannose-based targeting ligands with fluorous solid-phase extraction for intermediate purification. After development of automated methods to make the carbohydrate-based targeting agent, we describe methods for their attachment on the surface of polyanhydride nanoparticles employing an automated robotic set up operated by LabVIEW as previously described10. Surface functionalization with carbohydrates has shown efficacy in targeting CLRs10,11 and increasing the throughput of the fabrication method to unearth the complexities associated with a multi-parametric system will be of great value (Figure 1a).

In this article, a high throughput method is presented for the synthesis of oligosaccharides and their attachment to the surface of polyanhydride nanoparticles for further use in targeting specific receptors on antigen presenting cells.

Hochdurchsatz-Synthese von Kohlenhydraten und Funktionalisierung von Nanopartikeln Polyanhydrid

Transdisciplinary approaches involving areas such as material design, nanotechnology, chemistry, and immunology have to be utilized to rationally design ...

Forschung

Biotechnik

Harmonic Nanoparticles for Regenerative Research

In this visualized experiment, protocol details are provided for in vitro labeling of human embryonic stem cells (hESC) with second harmonic generation nanoparticles (HNPs). The latter are a new family of probes recently introduced for labeling biological samples for multi-photon imaging. HNPs are capable of doubling the frequency of excitation light by the nonlinear optical process of second harmonic generation with no restriction on the excitation wavelength.
Multi-photon based methodologies for hESC differentiation into cardiac clusters (maintained as long term air-liquid cultures) are presented in detail. In particular, evidence on how to maximize the intense second harmonic (SH) emission of isolated HNPs during 3D monitoring of beating cardiac tissue in 3D is shown. The analysis of the resulting images to retrieve 3D displacement patterns is also detailed.

Protocol details are provided for in vitro labeling human embryonic stem cells with second harmonic generating nanoparticles. Methodologies for hESC investigation by multi-photon microscopy and their differentiation into cardiac clusters are also presented.

Harmonic Nanopartikel für Regenerative Forschung

In this visualized experiment, protocol details are provided for in vitro labeling of human embryonic stem cells (hESC) with second harmonic generation ...

Fabrication of a Functionalized Magnetic Bacterial Nanocellulose with Iron Oxide Nanoparticles

In this study, bacterial nanocellulose (BNC) produced by the bacteria Gluconacetobacter xylinus is synthesized and impregnated in situ with iron oxide nanoparticles (IONP) (Fe3O4) to yield a magnetic bacterial nanocellulose (MBNC). The synthesis of MBNC is a precise and specifically designed multi-step process. Briefly, bacterial nanocellulose (BNC) pellicles are formed from preserved G. xylinus strain according to our experimental requirements of size and morphology. A solution of iron(III) chloride hexahydrate (FeCl3&#183;6H2O) and iron(II) chloride tetrahydrate (FeCl2&#183;4H2O) with a 2:1 molar ratio is prepared and diluted in deoxygenated high purity water. A BNC pellicle is then introduced in the vessel with the reactants. This mixture is stirred and heated at 80 &#176;C in a silicon oil bath and ammonium hydroxide (14%) is then added by dropping to precipitate the ferrous ions into the BNC mesh. This last step allows forming in situ magnetite nanoparticles (Fe3O4) inside the bacterial nanocellulose mesh to confer magnetic properties to BNC pellicle. A toxicological assay was used to evaluate the biocompatibility of the BNC-IONP pellicle. Polyethylene glycol (PEG) was used to cover the IONPs in order to improve their biocompatibility. Scanning electron microscopy (SEM) images showed that the IONP were located preferentially in the fibril interlacing spaces of the BNC matrix, but some of them were also found along the BNC ribbons. Magnetic force microscope measurements performed on the MBNC detected the presence magnetic domains with high and weak intensity magnetic field, confirming the magnetic nature of the MBNC pellicle. Young&#39;s modulus values obtained in this work are also in a reasonable agreement with those reported for several blood vessels in previous studies.

Here, we present a protocol to make a bacterial nanocellulose (BNC) magnetic for applications in damaged blood vessel reconstruction. The BNC was synthesized by G. xylinus strain. On the other hand, magnetization of the BNC was realized through in situ precipitation of Fe2+ and Fe3+ ferrous ions inside the BNC mesh.

Die Herstellung einer funktionalisierter magnetischer bakterielle Nanocellulose mit Eisenoxid-Nanopartikel

In this study, bacterial nanocellulose (BNC) produced by the bacteria Gluconacetobacter xylinus is synthesized and impregnated in situ with iron oxide ...

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.

Zellmarkierung und Targeting mit superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel

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

Identification of Metal Oxide Nanoparticles in Histological Samples by Enhanced Darkfield Microscopy and Hyperspectral Mapping

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the identification, localization, and characterization of nanoscale materials in biological samples is on the rise. Currently available methods, such as electron microscopy, tend to be resource-intensive, making their use prohibitive for much of the research community. Enhanced darkfield microscopy complemented with a hyperspectral imaging system may provide a solution to this bottleneck by enabling rapid and less expensive characterization of nanoparticles in histological samples. This method allows for high-contrast nanoscale imaging as well as nanomaterial identification. For this technique, histological tissue samples are prepared as they would be for light-based microscopy. First, positive control samples are analyzed to generate the reference spectra that will enable the detection of a material of interest in the sample. Negative controls without the material of interest are also analyzed in order to improve specificity (reduce false positives). Samples can then be imaged and analyzed using methods and software for hyperspectral microscopy or matched against these reference spectra in order to provide maps of the location of materials of interest in a sample. The technique is particularly well-suited for materials with highly unique reflectance spectra, such as noble metals, but is also applicable to other materials, such as semi-metallic oxides. This technique provides information that is difficult to acquire from histological samples without the use of electron microscopy techniques, which may provide higher sensitivity and resolution, but are vastly more resource-intensive and time-consuming than light microscopy.

Enhanced darkfield microscopy and hyperspectral imaging with spectral mapping enable screening, localization, and identification of nanoscale materials in histological samples with improved speed and accuracy over traditional methods. The goal of this paper is to provide methods for darkfield imaging and hyperspectral mapping of metal oxide nanoparticles in histological samples.

Identifizierung von Metalloxid-Nanopartikeln in histologischen Proben durch verbesserte Dunkelfeldmikroskopie und hyperspektrale Kartierung

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the ...

Fast Enzymatic Processing of Proteins for MS Detection with a Flow-through Microreactor

The vast majority of mass spectrometry (MS)-based protein analysis methods involve an enzymatic digestion step prior to detection, typically with trypsin. This step is necessary for the generation of small molecular weight peptides, generally with MW &#60; 3,000-4,000 Da, that fall within the effective scan range of mass spectrometry instrumentation. Conventional protocols involve O/N enzymatic digestion at 37 &#186;C. Recent advances have led to the development of a variety of strategies, typically involving the use of a microreactor with immobilized enzymes or of a range of complementary physical processes that reduce the time necessary for proteolytic digestion to a few minutes (e.g., microwave or high-pressure). In this work, we describe a simple and cost-effective approach that can be implemented in any laboratory for achieving fast enzymatic digestion of a protein. The protein (or protein mixture) is adsorbed on C18-bonded reversed-phase high performance liquid chromatography (HPLC) silica particles preloaded in a capillary column, and trypsin in aqueous buffer is infused over the particles for a short period of time. To enable on-line MS detection, the tryptic peptides are eluted with a solvent system with increased organic content directly in the MS ion source. This approach avoids the use of high-priced immobilized enzyme particles and does not necessitate any aid for completing the process. Protein digestion and complete sample analysis can be accomplished in less than ~3 min and ~30 min, respectively.

A quick protocol for proteolytic digestion with an in-house built flow-through tryptic microreactor coupled to an electrospray ionization (ESI) mass spectrometer is presented. The fabrication of the microreactor, the experimental setup and the data acquisition process are described.

Schnelle enzymatische Prozessierung von Proteinen für MS-Detektion mit einem Durchfluss-Mikroreaktor

The vast majority of mass spectrometry (MS)-based protein analysis methods involve an enzymatic digestion step prior to detection, typically with trypsin. ...

Synthesis of Cationized Magnetoferritin for Ultra-fast Magnetization of Cells

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs). Achieving sufficient cellular uptake of SPIONs is a challenge that has traditionally been met by exposing cells to elevated concentrations of SPIONs or by prolonging exposure times (up to 72 hr). However, these strategies are likely to mediate toxicity. Here, we present the synthesis of the protein-based SPION magnetoferritin as well as a facile surface functionalization protocol that enables rapid cell magnetization using low exposure concentrations. The SPION core of magnetoferritin consists of cobalt-doped iron oxide with an average particle diameter of 8.2 nm mineralized inside the cavity of horse spleen apo-ferritin. Chemical cationization of magnetoferritin produced a novel, highly membrane-active SPION that magnetized human mesenchymal stem cells (hMSCs) using incubation times as short as one minute and iron concentrations as lows as 0.2 mM.

A protocol for the synthesis and cationization of cobalt-doped magnetoferritin is presented, as well as a method to rapidly magnetize stem cells with cationized magnetoferritin.

Synthese von kationisiertem Magnetoferritin für ultraschnelle Magnetisierungs von Zellen

Many important biomedical applications, such as cell imaging and remote manipulation, can be achieved by labeling cells with superparamagnetic iron oxide ...

Synthesis of Monocyte-targeting Peptide Amphiphile Micelles for Imaging of Atherosclerosis

Atherosclerosis is a major contributor to cardiovascular disease, the leading cause of death worldwide, which claims 17.3 million lives annually. Atherosclerosis is also the leading cause of sudden death and myocardial infarction, instigated by unstable plaques that rupture and occlude the blood vessel without warning. Current imaging modalities cannot differentiate between stable and unstable plaques that rupture. Peptide amphiphiles micelles (PAMs) can overcome this drawback as they can be modified with a variety of targeting moieties that bind specifically to diseased tissue. Monocytes have been shown to be early markers of atherosclerosis, while large accumulation of monocytes is associated with plaques prone to rupture. Hence, nanoparticles that can target monocytes can be used to discriminate different stages of atherosclerosis. To that end, here, we describe a protocol for the preparation of monocyte-targeting PAMs (monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) PAMs). MCP-1 PAMs are self-assembled through synthesis under mild conditions to form nanoparticles of 15 nm in diameter with near neutral surface charge. In vitro, PAMs were found to be biocompatible and had a high binding affinity for monocytes. The methods described herein show promise for a wide range of applications in atherosclerosis as well as other inflammatory diseases.

This paper presents a method involving the synthesis and characterization of monocyte-targeting peptide amphiphile micelles and the corresponding assays to test for biocompatibility and ability of the micelle to bind to monocytes.

Synthese von Monocyte-targeting Peptid Amphiphile Micellen für die Bildgebung der Atherosklerose

Atherosclerosis is a major contributor to cardiovascular disease, the leading cause of death worldwide, which claims 17.3 million lives annually. ...

Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver MWCNTs were prepared by the reductive deposition of silver from an aqueous solution of AgNO3 on the oxidized MWCNTs. Given the unique color of the CNTs, it was not possible to apply them to the minimum inhibitory concentration or mitochondrial toxicity assays to evaluate the toxicity and antibacterial properties, since they would interfere with the assays. The inhibition zone and minimum bactericidal concentration for the Ag-MWCNTs were measured and Live/Dead and Trypan Blue assays were used to measure the toxicity and antibacterial properties without interfering with the color of the CNTs.

In this study, antimicrobial nanomaterials were synthesized by acidic oxidation of multiwalled carbon nanotubes and subsequent reductive deposition of silver nanoparticles. Antimicrobial activity and cytotoxicity tests were performed with the as-prepared nanomaterials.

Synthese von Multi-walled Carbonnanotubes mit Silber-Nanopartikeln und Bewertung ihrer antibakteriellen Aktivitäten und zytotoxische Eigenschaften modifiziert

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

Catalytic Scavenging of Plant Reactive Oxygen Species In Vivo by Anionic Cerium Oxide Nanoparticles

Reactive oxygen species (ROS) accumulation is a hallmark of plant abiotic stress response. ROS play&#160;a dual role in plants by acting as signaling molecules at low levels and damaging molecules at high levels. Accumulation of ROS in stressed plants can damage metabolites, enzymes, lipids, and DNA, causing a reduction of plant growth and yield. The ability of cerium oxide nanoparticles (nanoceria) to catalytically scavenge ROS in vivo provides a unique tool to understand and bioengineer plant abiotic stress tolerance. Here, we present a protocol to synthesize and characterize poly (acrylic) acid coated nanoceria (PNC), interface the nanoparticles with plants via leaf lamina infiltration, and monitor their distribution and ROS scavenging in vivo using confocal microscopy. Current molecular tools for manipulating ROS accumulation in plants are limited to model species and require laborious transformation methods. This protocol for in vivo ROS scavenging has the potential to be applied to wild type plants with broad leaves and leaf structure like Arabidopsis thaliana.

Catalytic Scavenging of Plant Reactive Oxygen Species In Vivo by Anionic Cerium Oxide Nanoparticles

Here, we present a protocol for the synthesis and characterization of cerium oxide nanoparticles (nanoceria) for ROS (reactive oxygen species) scavenging in vivo, nanoceria imaging in plant tissues by confocal microscopy, and in vivo monitoring of nanoceria ROS scavenging by confocal microscopy.

Katalytische Spülung der Anlage reaktive Sauerstoff Spezies In Vivo von anionischen Cerium-oxid-Nanopartikel

Reactive oxygen species (ROS) accumulation is a hallmark of plant abiotic stress response. ROS play&#160;a dual role in plants by acting as signaling ...