Este trabajo fue apoyado en parte por las subvenciones del NIH R01 y R01 CA103830 EB008101.

1. Aparatos y Preparación Cristalería <ol><li> Use el equipo adecuado de protección, es decir, una bata de laboratorio, guantes desechables y protección ocular. </li><li> Conecte un matraz de fondo redondo a un condensador y sumergirlo en un baño de aceite de silicona con un monitoreo de la temperatura con un termómetro. Coloque una fuente de calor (por ejemplo, la placa caliente) en el baño de aceite (Figura 1). Use un termómetro capaz de medir la temperatura superior a 260 ° C. </li></ol> Nanopartículas 2 Síntesis de híbrido Primaria Magneto-plasmónicas <ol><li> Haciendo magnética Core nanopartículas <ol><li> Añadir 353,2 mg (1 mmol) de hierro acetilacetonato (III), 1 ml (2 mmol) de ácido oleico, 1 ml (2 mmol) oleilamina, 1,292 g (5 mmol) de 1,2-hexadecanodiol, y 10 ml de éter de fenilo para una ronda frasco -fondo. </li><li> Se agita la mezcla vigorosamente utilizando un agitador de varilla y el calor magnético de 250-260 ° C durante 1 hora a reflujo. Luego, esperar a que se enfríe la solucióna RT. Asegúrese de que la temperatura es inferior a 260 ° C para evitar la ebullición del éter de fenilo y evitar una explosión de la mezcla de reacción desde el matraz de fondo redondo al condensador. PRECAUCIÓN: La mezcla de reacción es extremadamente caliente y los productos químicos puede causar irritación. Debe operar bajo una campana de humos y llevar equipo de protección personal adecuado. Asegurar una ventilación adecuada para el baño de aceite. NOTA: El baño de aceite se mantiene a 250-260 º C de temperatura durante 1 hora durante la síntesis de las nanopartículas magnéticas. En principio, un plato de vidrio Pyrex se puede utilizar para este propósito. Sin embargo, la temperatura máxima continua de vidrio Pyrex es de ~ 260 º C de acuerdo con la información del proveedor. Por lo tanto, un recipiente de metal proporciona una opción más segura para la reacción, ya que puede resistir una temperatura más alta y durar más tiempo durante múltiples carreras. </li></ol></li><li> Deposición de una concha de oro en nanopartículas de núcleo magnético <ol><li> Añadir 411,5 mg (1,1 mmol) as oroTate, 0,25 ml (0,75 mmol) de ácido oleico, 1,5 ml (3,0 mmol) oleilamina, 775,3 mg (3 mmol) de 1,2-hexadecanodiol, y 15 ml de éter de fenilo a un matraz de fondo redondo. </li><li> Añadir 5 ml de suspensión de nanopartículas magnéticas desde el paso 2.1. Calentar la mezcla de reacción a 180 ° C y mantener a reflujo durante 1 h. Esperar a que la solución se enfríe a temperatura ambiente. </li><li> Añadir 50 ml de etanol para precipitar las nanopartículas híbridas primarias seguido por centrifugación a 3250 × g durante 15 min. </li><li> Resuspender el precipitado en 25 ml de hexano usando un sonicador de baño. Añadir 25 ml de etanol para precipitar las nanopartículas híbridas primarios. Centrifugar a 3250 xg durante 15 min y resuspender el precipitado en hexano. Repita este paso tres veces. </li><li> Secar las nanopartículas híbridas primaria precipitados en un desecador de vacío O / N. Confirme que las partículas estén completamente secas. </li></ol></li></ol> Nanoclusters 3. híbrido Magneto-plasmónicas Síntesis y Tamaño Separación <ol><li&gt; Resuspender 5 mg de nanopartículas híbridas primarias secos en 1 ml de hexano usando un sonicador de baño. Sonicar la suspensión de nanopartículas hasta que no precipitado visible está presente. </li><li> Añadir la solución del paso 3,1 a 10 ml de solución acuosa de dodecilsulfato de sodio (2,8 mg / ml) en un vial de vidrio de 20 ml con tapas fijadas. Añadir la suspensión de nanopartículas híbridas primaria gota a gota para evitar la mezcla de las dos fases antes del siguiente paso. </li><li> Sonicar la solución de dos fases en un baño de ultrasonido durante 2 horas, seguido de calentamiento en un baño de agua a 80 ° C durante 10 min. Esperar a que la solución se enfríe a temperatura ambiente. <ol><li> Llenar de agua hasta la línea de nivel operativo del baño de ultrasonidos. Centre el vial de vidrio en el baño de ultrasonidos. Se forma una emulsión inmediatamente entre las dos fases. Agite la solución de dos fases a mano después de inicio del tratamiento con ultrasonidos; esto facilita la mezcla entre la fase que contiene nanopartículas híbridas primarios y la fase acuosa inferior. NOTA: Tenga en cuenta That sonicador se calentará después de 2 horas de funcionamiento. </li></ol></li><li> Centrifugar la suspensión híbrida nanocluster a 100 xg durante 30 min. Recoger tanto el precipitado y el sobrenadante. Resuspender el precipitado en 0,1 mM citrato de sodio por debajo de 10 min sonicación. El tamaño esperado de los nanoclusters es de ~ 180 nm de diámetro. </li><li> Transferir el sobrenadante de la etapa 3.3 a un nuevo tubo cónico. </li><li> Centrifugar la suspensión de la etapa 3.4 a 400 xg durante 30 min. Recoger tanto el precipitado y el sobrenadante. Resuspender el precipitado en 0,1 mM citrato de sodio por debajo de 10 min sonicación. El tamaño esperado de los nanoclusters es de ~ 130 nm de diámetro. </li><li> Transferir el sobrenadante de la etapa 3.5 a un nuevo tubo cónico. </li><li> Centrifugar la suspensión de la etapa 3.6 a 1.500 xg durante 30 min. Recoger el precipitado y resuspender en citrato de sodio 0,1 mM en 10 min sonicación. El tamaño esperado de los nanoclusters es de ~ 90 nm de diámetro. </li><li> Añadir 300 _6; l de suspensión nanocluster a un lector de microplacas de 96 pocillos para medir un espectro de absorción UV-Vis-NIR. Caiga 10 suspensión nanocluster l en rejilla de cobre recubierta de carbono para obtener imágenes TEM. </li></ol> 4. Conjugación de anticuerpos monoclonales a Nanoclusters <ol><li> Preparar 100 l solución de anticuerpo monoclonal (1 mg / ml) en PBS, pH 7,2, por ejemplo, anti-Receptor del Factor de Crecimiento Epidérmico 2 (HER2) anticuerpos o receptor 1 del factor de crecimiento (EGFR) anticuerpos contra-epidérmica. </li><li> Añadir la solución de anticuerpo de la etapa 4.1 a 3.9 ml 4 mM HEPES, pH 7,2. Centrifugar la solución a través de un filtro centrífugo 10 k MWCO a 3.250 xg durante 20 min a 8 ° C. Resuspender el anticuerpo en 4 mM HEPES, pH 7,2, hasta un volumen final de 100 l. NOTA: Este paso se lleva a cabo para reemplazar el medio original en la solución de anticuerpo con HEPES. </li><li> Añadir 10 l de 100 mM NAIO 4 a 100 l de solución de anticuerpos. Cubrir el vial de reacción con un allámina uminum a TA y se mezcla durante 30 min utilizando un agitador orbital. </li><li> Interrumpir la reacción mediante la adición de 500 l de 1x PBS. </li><li> Añadir 2 l de solución de enlazador 46,5 mM (dithiolaromatic peg6-CONHNH 2) a la solución de anticuerpo de la etapa 4.4 y agitar durante 1 hora a TA. </li><li> Filtrar la solución usando un filtro de centrífuga de 10 k MWCO a 3.250 xg durante 20 min a 8 ° C. Resuspender el anticuerpo en 1X PBS hasta un volumen final de 100 l que conduce a una concentración de anticuerpo de ~ 1 mg / ml. </li><li> Mezclar 100 l de suspensión nanocluster a una DO de 1,0 ~ 1 l con anticuerpos modificados de la etapa 4.6 (1 mg / ml) durante 120 min a RT. </li><li> Añadir 10 l de 10 -3 M 5 kDa tiol PEG y agitar durante 15 minutos a temperatura ambiente. </li><li> Centrifugar la solución a 830 x g durante 3 min. Desechar el sobrenadante y resuspender el sedimento en 100 l 2% w / v de PEG 5 kDa en PBS, pH 7,2. </li><li> Medir el espectro de absorción de los nanoclusters-anticuerpo conjugado y comparar a tél absorbancia espectro de los nanoclusters desnudas. Espere un par de nanómetros corrimiento al rojo después de la conjugación. </li><li> Si las nanopartículas agregadas como se muestra por un cambio significativo con un aumento de OD en la región del rojo-NIR, aumentar la concentración de PEG tiol a 5 x 10 -3 M. También, aumentar el tiempo de incubación con PEG tiol a 30 min y disminuir la velocidad centrífuga en incrementos de 200 xg. </li><li> Para el cáncer de ensayo de marcaje celular, añadir el anticuerpo nanopartículas conjugadas desde el paso 4.9 de la suspensión de células cancerosas, ya sea en medio o 1x PBS (1 ml ~ 10 6 células) y se mezcla durante 60 min. </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. 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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>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Los pasos críticos en la síntesis exitosa de nanoclusters magneto plasmónica incluyen la fabricación altamente monodispersas de oro primario shell / hierro nanopartículas núcleo de óxido y la dirección de auto-ensamblaje de las partículas primarias en nanoclusters. Una relación molar entre las partículas primarias y tensioactivos juegan un papel importante en la determinación de la distribución del tamaño de los nanoclusters. Distribución de tamaño no uniforme de nanopartículas primarias puede causar la...

Nanopartículas híbridas que comprendan diferentes materiales con propiedades fisicoquímicas distintas pueden abrir nuevas oportunidades en aplicaciones biomédicas, incluyendo imágenes multimodal molecular, el suministro de terapia y el seguimiento, nuevo cribado y ensayos de diagnóstico 1-3. La combinación de propiedades plasmónicas y magnéticos en una sola nanopartícula es de particular interés, ya que proporciona una muy fuerte dispersión de luz y de absorción secciones transversales asociados con resonancias de plasmones y la capacidad de respuesta a un campo magnético. Por ejemplo, se utilizaron nanopartículas magneto-plasmónicas para aumentar el contraste en las imágenes de campo oscuro de células marcadas mediante la aplicación de una modulación de la señal temporal a través de un electroimán externa 3-5. Más recientemente, un principio similar se aplicó en el desarrollo de una nueva modalidad de imagen - imágenes magneto-fotoacústica, donde las nanopartículas magneto-plasmónica permiten grandes mejoras en el contraste y la rata de señal a fondoio 6,7. También se demostró que las nanopartículas híbridas pueden ser utilizados para la captura y la detección de células tumorales circulantes en la sangre entera e in vivo 8,9 simultánea. Además, las nanopartículas magneto-plasmónicas son prometedores agentes teranósticos que se pueden usar para formación de imágenes ópticas y MR específica molecular combinado con la terapia fototérmica de las células cancerosas 10. Se exploraron varios enfoques para la síntesis de nanopartículas magneto-plasmónica. Por ejemplo, Yu et al. Descomposición utilizado y la oxidación de Fe (CO) 5 sobre nanopartículas de oro para formar-mancuernas como bifuncionales Au-Fe 3 O 4 nanopartículas 11. Wang et al. Han sintetizado nanopartículas de óxido de hierro recubierto de oro utilizando el método de descomposición térmica 12. Algunos otros enfoques se basan en polímeros de amina o recubrimiento moléculas funcionales en nanopartículas de núcleo magnético, seguido por la deposición de agcáscara de edad sobre la superficie de polímero para crear el híbrido partículas de 7,13. Además, las nanopartículas de óxido de hierro se adjunta a nanorods de oro a través de interacciones electrostáticas o una reacción química 14,15. Aunque estos enfoques producen nanoestructuras magneto-plasmónicas, comprometen a algunas propiedades extensión de la combinación magneto-plasmónica tales como absorbancia óptica en el (NIR) ventana de infrarrojo cercano o un fuerte momento magnético ambos de los cuales son altamente deseables en aplicaciones biomédicas. Por ejemplo, pesa de gimnasia Au-Fe 3 O 4 nanopartículas tienen un pico de resonancia de plasmón a 520 nm lo que limita su utilidad in vivo debido a la alta turbidez tejido en este intervalo espectral. Además, las nanopartículas magneto-plasmónica producidos por los protocolos actuales se limitan a un solo 11 o pocos (menos de 10) 14,15 mitades superparamagnéticas (por ejemplo, nanopartículas de óxido de hierro) que es significativamente menor que podría ser ACHieved en una nanoestructura densamente poblado. Por ejemplo, una nanopartícula esférica de 60 nm de diámetro densamente poblado puede contener del orden de un millar de 6 nanopartículas superparamagnéticas nm. Por lo tanto, hay una gran sala para mejorar las propiedades magnéticas de las nanopartículas híbridas. Por otra parte, algunos de los protocolos descritos anteriormente son relativamente complejos y requieren optimización cuidadosa para evitar la agregación de partículas durante la síntesis de 14,15. Aquí se describe un protocolo para la síntesis de nanopartículas magneto-plasmónica con un fuerte momento magnético y una fuerte absorbancia NIR que aborda las principales limitaciones de la técnica actual. La síntesis tiene sus orígenes en el método 16 microemulsión de aceite en agua. Se basa en el montaje de las nanopartículas de un tamaño deseado de unas partículas primarias mucho más pequeñas. Este enfoque ha sido utilizado con éxito para producir nanoestructuras de un solo material, como oro, óxido de hierro, y pri semiconductormary partículas 16. Nos extendió a la síntesis de nanopartículas magneto-plasmónica por, primero, haciendo que las partículas de núcleo de óxido de concha de oro diámetro de 6 nm / hierro y, a continuación, el montaje de las partículas híbridas primarios en la nanoestructura esférica final. Montaje de partículas primarias en nanoclusters no sólo permite la mejora de las propiedades de las nanopartículas constituyentes, tales como el logro de un momento magnético más fuerte, mientras que la preservación de propiedades superparamagnéticas, pero también se aprovecha de las interacciones entre las nanopartículas individuales creando así nuevas características ausentes de las nanopartículas constituyentes, tales como fuerte absorbancia óptica en la ventana de NIR. Este protocolo produce nanopartículas híbridas con una alta densidad de funcionalidades magnéticas y plasmónica. Después de partículas primarias se sintetizan, nuestro método es esencialmente una reacción de una etapa simple. La fuerza total de resonancia de plasmón y momento magnético son determinados por un número de partículas primarias y, therntes, puede ser fácilmente optimizada en función de una aplicación. Además, también hemos desarrollado un procedimiento para la conjugación del anticuerpo a las nanopartículas híbridas para diversas aplicaciones biomédicas que requieren orientación específica molecular. Los anticuerpos están unidos a través de la fracción Fc dejando la porción Fab que es responsable de la unión disponibles para la orientación antígeno.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="738">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:101px;">Company</td>
			<td style="width:139px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:247px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:253px;">PYREX 50mL Round Bottom Boiling Flask with Short Neck &#38; 24/40 [ST] Joint</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">4320A-50</td>
			<td>Thermal decomposition reaction</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:253px;">PYREX 41 x 300mm 5-Bulb Allihn Condenser with 24/40 [ST] Outer/Inner Joints</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">2480-300</td>
			<td>Thermal decomposition reaction</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Silicone Oil</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">S159-500</td>
			<td>Oil bath</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Hot Plate Stirrer</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">PC-351</td>
			<td>Heat the reacton with stirring function</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Thermometer</td>
			<td>ThermoWorks</td>
			<td style="width:139px;">221-092</td>
			<td>Measure temperature</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:253px;">Iron (III) Acetylacetonate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">AC11913-0250</td>
			<td rowspan="7" style="width:247px;">Materials for primary hybrid nanoparticles synthesis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Oleic Acid 99%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">A195-500</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Gold (III) Acetate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">AA3974206</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Hexane</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">H292-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Phenyl Ether 99%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">AC13060-0025</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1,2-Hexadecanediol 90%</td>
			<td>Sigma</td>
			<td style="width:139px;">213748-50G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Oleylamine 70%</td>
			<td>Sigma</td>
			<td style="width:139px;">O7805-100G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Sodium Dodecyl Sulfate</td>
			<td style="width:101px;">Fisher</td>
			<td style="width:139px;">BP166-100</td>
			<td rowspan="2" style="width:247px;">Cluster synthesis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Sodium Citrate Dihydrate</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">W302600</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Monoclonal Anti-EGF Receptor Antibody</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">E2156</td>
			<td style="width:247px;">Cell labeling specificity test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Monoclonal Anti-HER2 Antibody</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">AMAB90627</td>
			<td style="width:247px;">Cell labeling specificity test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Sodium Periodate</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">311448</td>
			<td style="width:247px;">Oxidate Fc region of antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Dithiolaromatic PEG6-CONHNH2</td>
			<td style="width:101px;">SensoPath Technologies</td>
			<td style="width:139px;">SPT-0014B</td>
			<td style="width:247px;">Heterofunctional linker for antibody conjugation to nanoclusters</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Methoxy-PEG-thiol, 5k</td>
			<td style="width:101px;">Creative PEGworks</td>
			<td style="width:139px;">PLS-604</td>
			<td style="width:247px;">Passivate the remaining gold surface after antibody conjugation</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Amicon Ultra-4 Centrifugal Filter Unit with Ultracel-10 membrane</td>
			<td style="width:101px;">Millipore</td>
			<td style="width:139px;">UFC801008</td>
			<td style="width:247px;">Protien purification</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">HEPES</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">H3375</td>
			<td style="width:247px;">Buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">PBS, 1X Solution</td>
			<td style="width:101px;">Fisher</td>
			<td style="width:139px;">BP2438-20</td>
			<td style="width:247px;">Buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">UV&#8722;vis Spectroscopy</td>
			<td style="width:101px;">BioTek&#160;</td>
			<td style="width:139px;">Synergy HT</td>
			<td style="width:247px;">Obtain spectrum</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5810R</td>
			<td>Separation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transmission Electron Microscope</td>
			<td>FEI</td>
			<td>TECNAI G2 F20 X-TWIN</td>
			<td>Obtain morphology of nanostructures</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Upright microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>DM6000</td>
			<td>Obtain dark-field images</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sonicator</td>
			<td>Branson</td>
			<td>1510</td>
			<td>Sonication</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Carbon Film 300 Mesh Grid</td>
			<td>EMS</td>
			<td style="width:139px;">CF300-Cu</td>
			<td>TEM imaging</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">96-well Plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">09-761-145</td>
			<td>UV-vis reading plate</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of immunotargeted magneto-plasmonic nanoclusters

Propiedades magnéticas y plasmónicas combinados en una sola nanopartícula proporcionan una sinergia que es ventajoso en un número de aplicaciones biomédicas, incluyendo la mejora del contraste en nuevas modalidades de imagen magnetomotrices, captura simultánea y la detección de células tumorales circulantes (CTC), y la imagen molecular multimodal combinada con la terapia fototérmica de las células cancerosas. Estas aplicaciones han fomentado el interés en el desarrollo de protocolos para la síntesis de nanopartículas magneto-plasmónica con absorción óptica en la región del infrarrojo cercano (NIR) y un fuerte momento magnético. Aquí, se presenta un protocolo novedoso para la síntesis de tales nanopartículas híbridas que se basa en un método de microemulsión de aceite en agua. La característica única del protocolo descrito en este documento es la síntesis de nanopartículas magneto-plasmónica de diversos tamaños de los bloques primarios que también tienen características magneto-plasmónicas. Este enfoque produce nanopartículas con una alta densidad de funcionalidades magnéticos y plasmónicas que se distribuyen de manera uniforme en todo el volumen de nanopartículas. Las nanopartículas híbridas pueden ser fácilmente funcionalizados mediante la unión de anticuerpos a través de la fracción Fc dejando la porción Fab que es responsable de la unión disponibles para la orientación antígeno.

Un esquema para la síntesis de nanoclusters magneto-plasmónica immunotargeted se muestra en la Figura 2. Primer lugar, magnéticos Fe 3 O 4 nanopartículas de óxido de hierro se sintetizan a través de método de descomposición térmica. Entonces, una cáscara delgada de oro alrededor de 1 nm se deposita sobre las partículas de núcleo de óxido de hierro a través de la descomposición térmica. Las nanopartículas híbridas primaria ca. 6 nm sirven...

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Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Aquí se describe un protocolo para la síntesis de nanopartículas magneto-plasmónica con un fuerte momento magnético y un fuerte en el infrarrojo cercano (NIR) absorbancia. El protocolo también incluye conjugación de anticuerpos a las nanopartículas a través de la fracción Fc para diversas aplicaciones biomédicas que requieren orientación específica molecular.

Nanoclusters Síntesis de Immunotargeted Magneto-plasmónica

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

15.2K vistas.  University of Texas at Austin.  Aquí se describe un protocolo para la síntesis de nanopartículas magneto-plasmónica con un fuerte momento magnético y un fuerte en el infrarrojo cercano (NIR) absorbancia. El protocolo también incluye conjugación de anticuerpos a las nanopartículas a través de la fracción Fc para diversas aplicaciones biomédicas que requieren orientación específica molecular. 

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Synthesis of Indoxyl-glycosides for Detection of Glycosidase Activities

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are rapidly oxidized, for example by atmospheric oxygen, to indigo type dyes. This reaction enables fast and easy screening in vivo without isolation or purification of enzymes, as well as rapid tests on agar plates or in solution (e.g., blue-white screening, micro-wells) and is used in biochemistry, histochemistry, bacteriology and molecular biology. Unfortunately the synthesis of such substrates proved to be difficult, due to various side reactions and the low reactivity of the indoxyl hydroxyl function. Especially for glucose type structures low yields were observed. Our novel approach employs indoxylic acid ester as key intermediates. Indoxylic acid esters with varied substitution patterns were prepared on scalable pathways. Phase transfer glycosylations with those acceptors and peracetylated glycosyl halides can be performed under common conditions in high yields. Ester cleavage and subsequent mild silver mediated glycosylation yields the peracetylated indoxyl glycosides in high yields. Finally deprotection is performed according to Zempl&#233;n.

Indoxyl glycosides are well-established and widely used tools for enzyme screening and enzyme activity monitoring. Especially for glucose type structures previous syntheses proved to be challenging and low yielding. Our novel approach employs indoxylic acid esters as precious intermediates to yield a considerable number of indoxyl glycosides in good yields.

Síntesis de indoxil-glucósidos para la detección de glucosidasa Actividades

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are ...

Investigación

Química

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

Síntesis y caracterización de supramoleculares Coloides

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the "growth solution". By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.

This paper describes a protocol for the synthesis of gold nanorods, based on the use of hydroquinone as reducing agent, plus the different mechanisms for controlling their size and aspect ratio.

Hidroquinona basado Síntesis de oro Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Synthesis of Hierarchical ZnO/CdSSe Heterostructure Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are composed of CdSSe branches grown on ZnO nanowires that are vertically aligned on a transparent sapphire substrate. The morphology was measured via scanning electron microscopy. The crystal structure was determined by X-ray powder diffraction analysis. Both the ZnO stem and CdSSe branches have a predominantly wurtzite crystal structure. The mole ratio of S and Se in the CdSSe branches was measured by energy dispersive X-ray spectroscopy. The CdSSe branches result in strong visible light absorption. Photoluminescence (PL) spectroscopy showed that the stem and branches form a type-II heterojunction. PL lifetime measurements showed a decrease in the lifetime of emission from the trees when compared to emission from individual ZnO stems or CdSSe branches and indicate fast charge transfer between CdSSe and ZnO. The vertically aligned ZnO stems provide a direct electron transport pathway to the substrate and allow for efficient charge separation after photoexcitation by visible light. The combination of the abovementioned properties makes ZnO/CdSSe nanotrees promising candidates for applications in solar cells, photocatalysis, and opto-electronic devices.

Here, we prepare and characterize novel tree-like hierarchical ZnO/CdSSe nanostructures, where CdSSe branches are grown on vertically aligned ZnO nanowires. The resulting nanotrees are a potential material for solar energy conversion and other opto-electronic devices.

Síntesis del jerárquica ZnO / CdSSe heteroestructura Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have been thought of as a type of molecular information storage. Mass spectrometry analysis has been considered the method of choice for sequencing peptoids. Peptoids can be synthesized via solid phase chemistry using a repeating two-step reaction cycle. Here we present a method to manually synthesize oligo-peptoids and to analyze the sequence of the peptoids using tandem mass spectrometry (MS/MS) techniques. The sample peptoid is a nonamer consisting of alternating N-(2-methyloxyethyl)glycine (Nme) and N-(2-phenylethyl)glycine (Npe), as well as an N-(2-aminoethyl)glycine (Nae) at the N-terminus. The sequence formula of the peptoid is Ac-Nae-(Npe-Nme)4-NH2, where Ac is the acetyl group. The synthesis takes place in a commercially available solid-phase reaction vessel. The rink amide resin is used as the solid support to yield the peptoid with an amide group at the C-terminus. The resulting peptoid product is subjected to sequence analysis using a triple-quadrupole mass spectrometer coupled to an electrospray ionization source. The MS/MS measurement produces a spectrum of fragment ions resulting from the dissociation of charged peptoid. The fragment ions are sorted out based on the values of their mass-to-charge ratio (m/z). The m/z values of the fragment ions are compared against the nominal masses of theoretically predicted fragment ions, according to the scheme of peptoid fragmentation. The analysis generates a fragmentation pattern of the charged peptoid. The fragmentation pattern is correlated to the monomer sequence of the neutral peptoid. In this regard, MS analysis reads out the sequence information of the peptoids.

A protocol is described for the manual synthesis of oligo-peptoids followed by sequence analysis by mass spectrometry.

Síntesis y análisis de espectrometría de masas de peptoides Oligo

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a challenge, as it requires asymmetric growth of symmetric crystals. Here, we report a distinctive synthesis of substrate-bound Au nanowires. This template-free synthesis employs thiolated ligands and substrate adsorption to achieve the continuous asymmetric deposition of Au in solution at ambient conditions. The thiolated ligand prevented the Au deposition on the exposed surface of the seeds, so the Au deposition only occurs at the interface between the Au seeds and the substrate. The side of the newly deposited Au nanowires is immediately covered with the thiolated ligand, while the bottom facing the substrate remains ligand-free and active for the next round of Au deposition. We further demonstrate that this Au nanowire growth can be induced on various substrates, and different thiolated ligands can be used to regulate the surface chemistry of the nanowires. The diameter of the nanowires can also be controlled with mixed ligands, in which another &#34;bad&#34; ligand could turn on the lateral growth. With the understanding of the mechanism, Au nanowire-based nanostructures can be designed and synthesized.

We report a solution-based method to synthesize substrate-bound Au nanowires. By tuning the molecular ligands used during the synthesis, the Au nanowires can be grown from various substrates with different surface properties. Au nanowire-based nanostructures can also be synthesized by adjusting the reaction parameters.

Síntesis de nanocables de Au sustrato enlazado mediante un mecanismo activo crecimiento superficial

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Synthesis and Characterization of Amphiphilic Gold Nanoparticles

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of their interactions with cell membranes, lipid bilayers, and viruses. The hydrophilic ligands make these particles colloidally stable in aqueous solutions and the combination with hydrophobic ligands creates an amphiphilic particle that can be loaded with hydrophobic drugs, fuse with the lipid membranes, and resist nonspecific protein adsorption. Many of these properties depend on nanoparticle size and the composition of the ligand shell. It is, therefore, crucial to have a reproducible synthetic method and reliable characterization techniques that allow the determination of nanoparticle properties and the ligand shell composition. Here, a one-phase chemical reduction, followed by a thorough purification to synthesize these nanoparticles with diameters below 5 nm, is presented. The ratio between the two ligands on the surface of the nanoparticle can be tuned through their stoichiometric ratio used during synthesis. We demonstrate how various routine techniques, such as transmission electron microscopy (TEM), nuclear magnetic resonance (NMR), thermogravimetric analysis (TGA), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrometry, are combined to comprehensively characterize the physicochemical parameters of the nanoparticles.

Amphiphilic gold nanoparticles can be used in many biological applications. A protocol to synthesize gold nanoparticles coated by a binary mixture of ligands and a detailed characterization of these particles is presented.

Síntesis y caracterización de nanopartículas de oro anfifílicas

Gold nanoparticles covered with a mixture of 1-octanethiol (OT) and 11-mercapto-1-undecane sulfonic acid (MUS) have been extensively studied because of ...

Gold Nanoparticle Synthesis

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of tetrachloroauric acid in 3.0 g (3.7 mmol, 3.6 mL) of oleylamine (technical grade) and 3.0 mL of toluene into a boiling solution of 5.1 g (6.4 mmol, 8.7 mL) of oleylamine in 147 mL of toluene. While boiling and mixing the reaction solution for 2 hours, the color of the reaction mixture changed from clear, to light yellow, to light pink, and then slowly to dark red. The heat was then turned off, and the solution was allowed to gradually cool down to room temperature for 1 hour. The gold nanoparticles were then collected and separated from the solution using a centrifuge and washed three times; by vortexing and dispersing the gold nanoparticles in 10 mL portions of toluene, and then precipitating the gold nanoparticles by adding 40 mL portions of methanol and spinning them in a centrifuge. The solution was then decanted to remove any remaining byproducts and unreacted starting materials. Drying the gold nanoparticles in a vacuum environment produced a solid black pellet; which could be stored for long periods of time (up to one year) for later use, and then redissolved in organic solvents such as toluene.

A protocol for synthesizing ~12 nm diameter gold nanoparticles (Au nanoparticles) in an organic solvent is presented. The gold nanoparticles are capped with oleylamine ligands to prevent agglomeration. The gold nanoparticles are soluble in organic solvents such as toluene.

Síntesis de nanopartículas de oro

Gold nanoparticles (Au nanoparticles) that are ~12 nm in diameter were synthesized by rapidly injecting a solution of 150 mg (0.15 mmol) of ...

Construction of Cyclic Cell-Penetrating Peptides for Enhanced Penetration of Biological Barriers

Cancer has been a grand challenge in global health. However, the complex tumor microenvironment generally limits the access of therapeutics to deeper tumor cells, leading to tumor recurrence. To conquer the limited penetration of biological barriers, cell-penetrating peptides (CPPs) have been discovered with excellent membrane translocation ability and have emerged as useful molecular transporters for delivering various cargoes into cells. However, conventional linear CPPs generally show compromised proteolytic stability, which limits their permeability across biological barriers. Thus, the development of novel molecular transporters that can penetrate biological barriers and exhibit enhanced proteolytic stability is highly desired to promote drug delivery efficiency in biomedical applications. We have previously synthesized a panel of short cyclic CPPs with aromatic crosslinks, which exhibited superior permeability in cancer cells and tissues compared to their linear counterparts. Here, a concise protocol is described for the synthesis of the fluorescently labeled cyclic polyarginine R8 peptide and its linear counterpart, as well as key steps for investigating their cell permeability.

This protocol describes the synthesis of cyclic cell-penetrating peptides with aromatic cross-links and the evaluation of their permeability across biological barriers.

Construcción de péptidos cíclicos penetrantes de células para mejorar la penetración de barreras biológicas

Cancer has been a grand challenge in global health. However, the complex tumor microenvironment generally limits the access of therapeutics to deeper ...

Síntesis acuosa de nanopartículas plasmónicas de aleación de oro-estaño

Aqueous Synthesis of Plasmonic Gold-Tin Alloy Nanoparticles

This protocol describes the synthesis of Au nanoparticle seeds and the subsequent formation of Au-Sn bimetallic nanoparticles. These nanoparticles have potential applications in catalysis, optoelectronics, imaging, and drug delivery. Previously, methods for producing alloy nanoparticles have been time-consuming, require complex reaction conditions, and can have inconsistent results. The outlined protocol first describes the synthesis of approximately 13 nm Au nanoparticle seeds using the Turkevich method. The protocol next describes the reduction of Sn and its incorporation into the Au seeds to generate Au-Sn alloy nanoparticles. The optical and structural characterization of these nanoparticles is described. Optically, prominent localized surface plasmon resonances (LSPRs) are apparent using UV-visible spectroscopy. Structurally, powder X-ray diffraction (XRD) reflects all particles to be less than 20 nm and shows patterns for Au, Sn, and multiple Au-Sn intermetallic phases. Spherical morphology and size distribution are obtained from transmission electron microscopy (TEM) imaging. TEM reveals that after Sn incorporation, the nanoparticles grow to approximately 15 nm in diameter.

Autor destacado: Diseño de nanomateriales sostenibles para avanzar en la síntesis y la mezcla de elementos

Here, the synthesis of gold (Au) seeds is described using the Turkevich method. These seeds are then used to synthesize gold-tin alloy (Au-Sn) nanoparticles with tunable plasmonic properties.

This protocol describes the synthesis of Au nanoparticle seeds and the subsequent formation of Au-Sn bimetallic nanoparticles. These nanoparticles have ...

Methods Article

Nanoclusters Síntesis de Immunotargeted Magneto-plasmónica