Questo lavoro è stato sostenuto in parte da sovvenzioni NIH R01 EB008101 e R01 CA103830.

1. Strumentazioni e Cristalleria Preparazione <ol><li> Indossare attrezzature adeguate di protezione, vale a dire, un camice da laboratorio, guanti monouso e protezione per gli occhi. </li><li> Collegare un pallone a fondo rotondo da un condensatore ed immergerlo in un bagno di olio di silicone con un monitoraggio della temperatura da un termometro. Inserire una fonte di calore (ad esempio, Piastra) sotto il bagno d&#39;olio (Figura 1). Utilizzare un termometro in grado di misurare la temperatura superiore a 260 ° C. </li></ol> Nanoparticelle 2 Sintesi di Hybrid Primaria magneto-plasmonica <ol><li> Fare magnetica core nanoparticelle <ol><li> Aggiungere 353,2 mg (1 mmol) di ferro (III) acetilacetonato, 1 ml (2 mmol) di acido oleico, 1 ml (2 mmol) Oleilamina, 1.292 g (5 mmol) 1,2-hexadecanediol, e 10 ml di fenil etere per un giro pallone -bottom. </li><li> Lavorare l&#39;impasto energicamente con un stir-bar e di calore magnetico di 250-260 ° C per 1 ora a riflusso. Quindi, attendere che la soluzione si raffreddifino a RT. Assicurarsi che la temperatura è sotto 260 ° C per evitare di ebollizione dell&#39;etere fenile ed impedire uno scoppio della miscela di reazione dal pallone a fondo rotondo al condensatore. ATTENZIONE: La miscela di reazione è estremamente caldo e le sostanze chimiche può causare irritazione. Deve operare sotto una cappa aspirante e indossare adeguati dispositivi di protezione individuale. Garantire una ventilazione adeguata per il bagno d&#39;olio. NOTA: Il bagno d&#39;olio viene mantenuto a temperatura di 250-260 ° C per 1 ora durante la sintesi delle nanoparticelle magnetiche. In linea di principio, un piatto di vetro Pyrex può essere utilizzato per questo scopo. Tuttavia, la temperatura massima continua di vetro Pyrex è ~ 260 ° C secondo le informazioni del fornitore. Pertanto, un contenitore di metallo fornisce una soluzione più sicura per la reazione in quanto può sopportare una temperatura più alta e durare più a lungo durante multiple. </li></ol></li><li> Deposizione di una conchiglia d&#39;oro su nanoparticelle nucleo magnetico <ol><li> Aggiungere 411,5 mg (1,1 mmol) di oro acetate, 0,25 ml (0,75 mmol) di acido oleico, di 1,5 ml (3,0 mmol) Oleilamina, 775,3 mg (3 mmol) 1,2-hexadecanediol, e 15 ml di fenil etere per un pallone a fondo rotondo. </li><li> Aggiungere 5 ml di sospensione di nanoparticelle magnetiche dal punto 2.1. Riscaldare la miscela di reazione a 180 ° C e mantenere sotto riflusso per 1 ora. Attendere che la soluzione si raffreddi a RT. </li><li> Aggiungere 50 ml di etanolo per precipitare le nanoparticelle primarie ibridi seguita da centrifugazione a 3.250 × g per 15 min. </li><li> Risospendere il precipitato in 25 ml di esano utilizzando un bagno sonicatore. Aggiungere 25 ml di etanolo per precipitare le nanoparticelle ibride primarie. Centrifugare a 3.250 xg per 15 min e risospendere il precipitato in esano. Ripetere questa operazione tre volte. </li><li> Asciugare le nanoparticelle ibride primario precipitati in un essiccatore a vuoto O / N. Verificare che le particelle sono completamente asciutti. </li></ol></li></ol> Nanocluster 3 Hybrid magneto-plasmonici Sintesi e Dimensione Separazione <ol><li&gt; Risospendere 5 mg di nanoparticelle ibride primarie secche in 1 ml di esano utilizzando un bagno sonicatore. Sonicare la sospensione di nanoparticelle fino a quando non precipitato visibile è presente. </li><li> Aggiungere la soluzione dal punto 3,1-10 ml di soluzione acquosa di sodio dodecil solfato (2,8 mg / ml) in un flaconcino di vetro da 20 ml con tappi attaccati. Aggiungere la sospensione di nanoparticelle ibride primaria goccia a goccia per evitare la miscelazione delle due fasi prima del passaggio successivo. </li><li> Sonicare la soluzione a due fasi in un bagno sonicatore per 2 ore, seguita da riscaldamento in un bagno d&#39;acqua a 80 ° C per 10 min. Attendere che la soluzione si raffreddi a RT. <ol><li> Riempire acqua alla linea di livello operativo del bagno sonicazione. Centrare la fiala di vetro nel bagno di sonicazione. Una forma di emulsione immediatamente tra le due fasi. Agitare la soluzione a due fasi a mano dopo l&#39;inizio della sonicazione; questo facilita la miscelazione tra la fase contenente nanoparticelle ibride primarie e la fase acquosa inferiore. NOTA: Tenere presente that il sonicatore si riscalda dopo 2 ore di funzionamento. </li></ol></li><li> Centrifugare la sospensione nanocluster ibrido a 100 xg per 30 min. Raccogliere sia il precipitato e il surnatante. Risospendere il precipitato in 0.1 mM sodio citrato in 10 min sonicazione. La dimensione attesa dei nanocluster è ~ 180 nm di diametro. </li><li> Trasferire il surnatante dal punto 3.3 a un nuovo tubo conico. </li><li> Centrifugare la sospensione dal punto 3.4 a 400 xg per 30 min. Raccogliere sia il precipitato e il surnatante. Risospendere il precipitato in 0.1 mM sodio citrato in 10 min sonicazione. La dimensione attesa dei nanocluster è ~ 130 nm di diametro. </li><li> Trasferire il surnatante dal punto 3.5 a un nuovo tubo conico. </li><li> Centrifugare la sospensione dal punto 3.6 a 1.500 xg per 30 min. Raccogliere il precipitato e risospendere in citrato di sodio 0,1 mM in 10 min sonicazione. La dimensione attesa dei nanocluster è ~ 90 nm di diametro. </li><li> Aggiungere 300 _6; l sospensione nanocluster di un lettore di micropiastre a 96 pozzetti per misurare uno spettro di assorbimento UV-Vis-NIR. Goccia 10 microlitri di sospensione nanocluster sulla rete in rame di carbonio rivestite per l&#39;imaging TEM. </li></ol> 4. Coniugazione di anticorpi monoclonali per nanocluster <ol><li> Preparare 100 microlitri soluzione di anticorpo monoclonale (1 mg / ml) in PBS, pH 7,2, ad esempio, anti-Epidermal Growth Factor Receptor 2 (HER2) anticorpi o anticorpi anti-Epidermal Growth Factor Receptor 1 (EGFR). </li><li> Aggiungere la soluzione di anticorpi da passo 4,1-3,9 ml 4 HEPES mM, pH 7,2. Centrifugare la soluzione attraverso un filtro centrifugo 10 k MWCO a 3.250 xg per 20 min a 8 ° C. Risospendere l&#39;anticorpo a 4 mM HEPES, pH 7,2, per un volume finale di 100 ul. NOTA: Questa fase viene effettuata per sostituire il supporto originale nella soluzione di anticorpi con HEPES. </li><li> Aggiungere 10 ml di 100 mM Naio 4 a 100 ml di soluzione di anticorpi. Coprire il flaconcino per reazione con un alfoglio uminum a RT e mescolare per 30 minuti con un agitatore orbitale. </li><li> Placare la reazione aggiungendo 500 ml di PBS 1x. </li><li> Aggiungere 2 ml di soluzione di linker 46,5 mm (dithiolaromatic PEG6-CONHNH 2) per la soluzione di anticorpi dal punto 4.4 e agitare per 1 ora a temperatura ambiente. </li><li> Filtrare la soluzione con un filtro di centrifuga 10 k MWCO a 3.250 xg per 20 min a 8 ° C. Risospendere l&#39;anticorpo in 1x PBS fino ad un volume finale di 100 ml che porta ad una concentrazione di anticorpo di ~ 1 mg / ml. </li><li> Mescolare 100 ml di sospensione nanocluster a OD ~ 1,0 con 1 ml di anticorpi modificati dal punto 4.6 (1 mg / ml) per 120 minuti a temperatura ambiente. </li><li> Aggiungere 10 ml di 10 -3 M 5 kDa tiolo PEG e agitare per 15 minuti a temperatura ambiente. </li><li> Centrifugare la soluzione a 830 x g per 3 min. Eliminare il supernatante e risospendere il sedimento in 100 ml 2% w / v 5 kDa PEG in PBS, pH 7,2. </li><li> Misurare lo spettro di assorbimento dei nanocluster anticorpo-coniugato e confrontare tegli assorbanza spettro dei nanocluster nude. Aspettatevi un paio di nanometri spostamento verso il rosso dopo la coniugazione. </li><li> Se le nanoparticelle aggregato come mostrato da un cambiamento significativo con un aumento OD nella regione rosso-NIR, aumentare la concentrazione di PEG tiolico per 5 x 10 -3 M. Inoltre, aumentare il tempo di incubazione con tioli PEG per 30 min e diminuire la velocità di centrifuga con incrementi di 200 XG. </li><li> Per il cancro prova etichettatura delle cellule, aggiungere l&#39;anticorpo nanoparticelle coniugate dal punto 4.9 a sospensione di cellule di cancro sia in media o PBS 1X (1 ml ~ 10 6 celle) e mescolare per 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. -. 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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. 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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>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

Passaggi critici di successo in sintesi di nanocluster magneto-plasmonica includono rendendo altamente monodisperse shell / ferro nanoparticelle di ossido di oro nucleo primario e dirigendo auto-assemblaggio delle particelle primarie in nanocluster. Un rapporto molare tra le particelle primarie e tensioattivi svolgono un ruolo importante nel determinare distribuzione dimensionale dei nanocluster. Non uniforme distribuzione delle dimensioni delle nanoparticelle primarie può causare la formazione di grandi aggregati dura...

Nanoparticelle ibride costituite da materiali diversi con diverse proprietà fisico-chimiche possono aprire nuove opportunità in applicazioni biomediche, tra cui l&#39;imaging molecolare multimodale, l&#39;erogazione della terapia e monitoraggio, nuovi screening e test diagnostici 1-3. La combinazione di proprietà plasmonici e magnetiche in una singola nanoparticella è di particolare interesse perché fornisce molto forti diffrazione della luce e di assorbimento sezioni associati risonanze plasmon e risposta ad un campo magnetico. Ad esempio, le nanoparticelle magneto-plasmonica sono stati usati per aumentare il contrasto in campo scuro imaging cellule marcate applicando un segnale di modulazione temporale tramite un elettromagnete esterno 3-5. Più di recente, un principio simile è stato applicato nello sviluppo di una nuova modalità di imaging - di imaging magneto-fotoacustica, dove nanoparticelle magneto-plasmonica consentono grandi miglioramenti in contrasto e segnale-fondo rattoio 6,7. È stato anche dimostrato che le nanoparticelle ibride possono essere usate per la cattura e la rilevazione di cellule tumorali circolanti nel sangue intero e in vivo 8,9 simultanea. Inoltre, le nanoparticelle magneto-plasmonica sono promettenti agenti Theranostic che possono essere utilizzati per l&#39;imaging ottico e RM specifico molecolare combinato con la terapia fototermica delle cellule tumorali 10. Diversi approcci sono stati esplorati per la sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica. Ad esempio, Yu et al. Decomposizione utilizzati e ossidazione di Fe (CO) 5 su nanoparticelle di oro per formare manubri come bifunzionali Au-Fe 3 O 4 nanoparticelle 11. Wang et al. Hanno sintetizzato oro rivestite di ferro ossido di nanoparticelle utilizzando il metodo di decomposizione termica 12. Alcuni altri approcci si basano su polimeri di rivestimento o di ammine molecole funzionali su nanoparticelle magnetiche di base seguita dalla deposizione di agguscio vecchio sulla superficie del polimero per creare l&#39;ibrido particelle 7,13. Inoltre, le nanoparticelle di ossido di ferro sono state allegate alla nanotubi d&#39;oro tramite interazioni elettrostatiche o una reazione chimica 14,15. Sebbene questi approcci producono nanostrutture magneto-plasmoniche, compromettono ad alcune proprietà misura della combinazione magneto-plasmonica come assorbanza ottica nella finestra vicino infrarosso (NIR) o un forte momento magnetico che sono entrambi altamente auspicabile in applicazioni biomediche. Ad esempio, manubri Au-Fe 3 O 4 nanoparticelle hanno un picco di risonanza plasmonica a 520 nm, che limita la loro utilità in vivo a causa della elevata torbidità tessuto in questo intervallo spettrale. Inoltre, le nanoparticelle magneto-plasmonica prodotti da protocolli attuali sono limitate a un solo 11 o pochi (meno di 10) 14,15 frazioni superparamagnetiche (ad esempio, nanoparticelle di ossido di ferro) che è significativamente inferiore potrebbe essere achieved in una nanostruttura densamente. Ad esempio, una densamente diametro 60 nm nanoparticelle sferiche può contenere dell&#39;ordine di un migliaio di 6 nanoparticelle superparamagnetiche nm. Pertanto, non vi è spazio per migliorare le proprietà magnetiche delle nanoparticelle ibride un grande. Inoltre, alcuni dei protocolli precedentemente descritti sono relativamente complesse e richiedono un&#39;attenta ottimizzazione per evitare l&#39;aggregazione delle particelle durante la sintesi 14,15. Qui, descriviamo un protocollo per la sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica con un forte momento magnetico e una forte assorbanza NIR che affronta i principali limiti della tecnica attuale. La sintesi ha le sue origini nel metodo 16 olio-in-acqua microemulsione. Si basa su assemblaggio di nanoparticelle di una dimensione desiderata di una molto più piccole particelle primarie. Questo approccio è stato utilizzato con successo per la produzione di nanostrutture da un unico materiale come l&#39;oro, ossido di ferro, e semiconduttori primary particelle 16. Abbiamo esteso alla sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica da, prima, rendendo le particelle fondamentali ossido di 6 nm di diametro shell oro / ferro e, quindi, l&#39;assemblaggio delle particelle ibride primarie nella nanostruttura sferica finale. Montaggio particelle primarie in nanocluster non solo consente di migliorare le proprietà delle nanoparticelle costituenti, come ad esempio il raggiungimento di un momento magnetico più forte preservando le proprietà superparamagnetiche, ma si avvale anche delle interazioni tra i singoli nanoparticelle creando così nuove caratteristiche assenti dalle nanoparticelle costituenti, come forte assorbanza ottica nella finestra NIR. Questo protocollo produce nanoparticelle ibride ad alta densità di funzionalità magnetici e plasmoniche. Dopo particelle primarie vengono sintetizzati, il nostro metodo è essenzialmente una semplice reazione one-pot. La forza complessiva di risonanza plasmonica e momento magnetico sono determinati da una serie di particelle primarie e, therrima, può essere facilmente ottimizzato a seconda dell&#39;applicazione. Inoltre, abbiamo anche sviluppato una procedura per la coniugazione di anticorpi alle nanoparticelle ibride per varie applicazioni biomediche che richiedono il targeting molecolare specifico. Gli anticorpi sono collegati attraverso la frazione Fc lasciando la porzione Fab che è responsabile per l&#39;associazione disponibili per il targeting antigene.

<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

Proprietà magnetiche e plasmoniche combinati in una singola nanoparticella forniscono una sinergia che è vantaggioso in un certo numero di applicazioni biomediche, tra cui aumento del contrasto in nuove modalità di imaging magnetomotrice, la cattura simultanea e il rilevamento delle cellule tumorali circolanti (CTC), e imaging molecolare multimodale combinato con la terapia fototermica delle cellule tumorali. Queste applicazioni hanno stimolato notevole interesse per lo sviluppo di protocolli per la sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica con assorbanza ottica nel vicino infrarosso (NIR) regione e un forte momento magnetico. Qui, presentiamo un nuovo protocollo per la sintesi di tali nanoparticelle ibride che si basa su un metodo di microemulsione olio-in-acqua. La caratteristica unica del protocollo qui descritto è la sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica di varie dimensioni dai blocchi principali che hanno anche caratteristiche magneto-plasmonici. Questo approccio produce nanoparticelle con elevata densità di funzionalità magnetici e plasmoniche che sono distribuiti in modo uniforme in tutto il volume di nanoparticelle. Le nanoparticelle ibride possono essere facilmente funzionalizzati collegando anticorpi attraverso la porzione Fc lasciando la porzione Fab che è responsabile per il legame disponibili per il targeting antigene.

Uno schema per la sintesi di nanocluster magneto-plasmonica immunotargeted è mostrato nella Figura 2. Innanzitutto, magnetici Fe 3 O 4 nanoparticelle di ossido di ferro sono sintetizzati con il metodo di decomposizione termica. Poi, un sottile circa 1 guscio d&#39;oro nm è depositato sulle particelle di nucleo di ossido di ferro tramite decomposizione termica. Le nanoparticelle ibride primaria circa 6 nm servono come semi per creare nanocluster magneto-plasmonic...

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Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Qui, descriviamo un protocollo per la sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica con un forte momento magnetico e un forte vicino infrarosso (NIR) assorbanza. Il protocollo include anche anticorpi coniugazione alle nanoparticelle attraverso la porzione Fc per varie applicazioni biomediche che richiedono il targeting molecolare specifico.

Sintesi di Immunotargeted magneto-plasmonica nanocluster

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 Views.  University of Texas at Austin.  Qui, descriviamo un protocollo per la sintesi di nanoparticelle magneto-plasmonica con un forte momento magnetico e un forte vicino infrarosso (NIR) assorbanza. Il protocollo include anche anticorpi coniugazione alle nanoparticelle attraverso la porzione Fc per varie applicazioni biomediche che richiedono il targeting molecolare specifico. 

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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.

Sintesi di indoxyl-glicosidi per il rilevamento di glicosidasi Attività

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

Ricerca

Chimica

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.

Sintesi e caratterizzazione di supramolecolari colloidi

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.

Idrochinone Based Sintesi di 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.

Sintesi di 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 ...

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.

Sintesi e analisi di spettrometria di massa di Oligo-peptoids

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.

Sintesi di nanofili Au associato a substrato tramite un meccanismo di crescita superficiale attiva

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.

Sintesi e caratterizzazione delle nanoparticelle d'oro dell'anfifile

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.

Sintesi della nanoparticella d'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.

Costruzione di peptidi ciclici che penetrano nelle cellule per una maggiore penetrazione delle barriere biologiche

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

Sintesi acquosa di nanoparticelle plasmoniche in lega oro-stagno

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.

Autore in primo piano: Progettazione di nanomateriali sostenibili per l'avanzamento della sintesi e della miscelazione degli elementi

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 ...