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

試薬の調製<ol><li> 100mlの蒸留水にHEPESの23.8ミリグラムを溶解させる1 mMのHEPESバッファーを準備します。 pHを7に調整します。 </li><li> 10％のNaHSO 3を 100mlの蒸留水にのNaHSO 3の10グラムを溶解準備します。 15分間混合物を撹拌しました。 </li><li>水100mlに水酸化ナトリウム1gを溶解するのNaOH溶液を調製します。 10分間攪拌します。 </li><li>水1LでのNaH 2 PO 4の600 mgの溶解10mMのリン酸緩衝液を準備します。リン酸注意深く0.34 mlを加え、30分間撹拌しました。 2.9（合格範囲2.7〜3.0）にpHを調整します。 </li><li> 1 Lの体積は7.2にpHを調整する作るためのNaH 2 PO 4の269 mgを、蒸留水へのNa 2 HPO 4の1.09グラムを溶解し、10mMのリン酸緩衝液を準備します。 </li></ol>オレイン酸コーティングされたナノ粒子（OA-IONP）の2.合成<ol><li>電子レンジでフラスコは、Feの0.5グラム（ACAC）3、oleiの1.4ミリリットルを追加適応C酸、オレイルアミンの0.6ミリリットル及び1,2- hexadodecanediolの1.19グラム。卒業ピペットを用いてフラスコの壁を通して慎重フェニルエーテルの10ミリリットルを追加します。 </li><li>マイクロ波反応器中でフラスコを導入し、マイクロ波プロトコルを開始します。 注：電子レンジのソフトウェアは、温度、圧力、攪拌スピード、パワー、反応時間などのさまざまなパラメータの大きさを選択することができます。また、調整可能な合成を可能にする同一のプロトコルで三つの異なる段階をロードする可能性があります。ロードされた合成プロトコルが開始されると、マイクロ波は、（プロセスをランピング）できるだけ速くサンプルを加熱し、（プロセスを実行している）選択された反応時間の間にそれを維持します。電力の選挙は、ランピングの時間を決定します。 </li><li>電子レンジで動的研究をロードします。プロトコルは3段階が含まれています。 <ol><li>ステージ1：60℃、時間2分、圧力250 PSIおよび電力の150 Wまで温度を設定します。撹拌速度は上に高い位置と最大電力にしておく必要があります。 </li><li>スタッグE 2：200℃、時間20分、圧力250 PSIおよび電力の300 Wまで温度を設定します。撹拌速度は上に高い位置と最大電力にしておく必要があります。 </li><li>ステージ3：250℃、時間10分、圧力250 PSIおよび電力の300 Wまで温度を設定します。撹拌速度は上に高い位置と最大電力にしておく必要があります。 </li></ol></li><li>プロトコルの終了後、フラスコを室温に冷却します。 注：プロセスは、ガス流の有無にかかわらず行うことができる冷却。いずれの場合も、同じ結果を提供します。凝集体はEtOHでそれを洗って、撹拌棒で、フラスコの壁に表示さ​​れ、の三角の上にそれを置きます。 </li><li>ガラスピペットを使用しての三角に反応混合物を移し、エタノール98％の10ミリリットルを追加します。 、フラスコ以下のNd-NB-B磁石を入れて5分待ってからガラスピペットで上清を除去します。 </li><li> 、エタノールの10ミリリットルを追加2分および40 kHzのために室温でサンプルを超音波処理、磁石上にサンプルを置き、上清を除去します。 LEAで、この手順を繰り返します三回のt。 </li><li>室温で5分間、40 kHzでの CHCl 3および超音波処理の30ミリリットル中のオレインナノ粒子を分散させます。製造元の指示に従ってゼータサイザーに流体力学的サイズを確認してください。ガラスキュベットにOA-IONPの0.5ミリリットルを入れし、CHCl 3の0.5ミリリットルを追加します。受け入れ範囲は7-10 nmのは、強度のZ平均サイズとして表現しました。 注記：OA-IONPヘキサンで十分に分散させることができます。 </li></ol>アゼライン酸ナノ粒子の3合成（アゼライン酸-IONP） <ol><li> CHCl 3（3：2ミリリットル）のKMnO 4の44.3 mgであり、H 2 Oの混合物でBTAClの150.4 mgの溶かします。マイクロ波適応フラスコ内のOA-IONPの5ミリリットルのアリコートに得られた溶液を追加します。 </li><li>アゼライン酸IONPためのマイクロ波プロトコルを開始します。 105℃の設定温度は、時間9分、300 W.での圧力250 PSIとパワーをフラスコにリン酸緩衝液pH = 2.9の10ミリリットルを入れ、マイクロ波プロトコルを繰り返します。冷却工程後、ナノ粒子を回収します磁石を使用して、上清を除去します。 </li><li> 、三角フラスコに10％のNaHSO 3の5ミリリットルを加え、25℃で2分間、40 kHzの超音波処理、磁石を用いて粒子を収集し、上清を除去します。 （ステップ2回繰り返した。）を1％NaOHを用いてナノ粒子を3回洗浄し、最後にリン酸塩緩衝液pHを5ml = 7.2で再分散させます。 </li><li>流体力学的サイズとゼータ電位を確認してください。使い捨て折り畳まれたキャピラリーセルにアゼライン-IONPの0.7ミリリットルを入れて、ゼータサイザーにそれを挿入します。 注：強度のZ平均サイズとして表現nmのサイズ25-35の受け入れ範囲。 Z-潜在-45±5 mVでの受け入れ範囲。より大きなナノ粒子（約70nmの）をリン酸緩衝液pH&gt; 7に代えてpH = 2.9（REF CHEMユーロJ 2008）を用いて得ることができます。 </li></ol> 4.ネリドロネートナノ粒子の合成（ネリドロネート-IONP） <ol><li>アゼライン-IONP 2mlのアリコートと遠心分離機でEDCの12 mgであり、スルホNHS 15mgのを追加します。置きます35分間室温でボルテックスで混合。 </li><li> 、ナノ粒子を不安定に上清を吸引し、HEPES、1mMのをpH = 7の緩衝液1.5ミリリットルを有する粒子を洗浄するために遠心分離機の下に磁石を入れてください。 （このステップを2回繰り返します。）その後、ネリドロネート5mgを追加し、2時間ボルテックスで混合物を振ります。 </li><li> 1 mMのHEPES pH = 7に緩衝液を用いて磁石と洗浄（3×2ミリリットル）で区切りナノ粒子。最後に、1mMのHEPESでpH = 7の緩衝液2ミリリットルにネリドロネート-IONPを分散させます。 </li><li>流体力学的サイズとゼータ電位を確認してください。使い捨て折り畳まれたキャピラリーセルにネリドロネート-IONPの0.7ミリリットルを入れ、（機器のセットアップを参照してください）​​ゼータサイザーにそれを挿入します。 注：強度のZ平均サイズとして表現nmのサイズ40-45の受け入れ範囲。 Z-潜在-20±5 mVのための受け入れ範囲。 </li></ol>アポEにおける動脈硬化プラークのin vivo検出5. - / - MRIによるマウス<ol><li> MRI取得のための準備 注：いくつかの例：動物実験のためのTRAシステムが必要とされています。このように、それは必要になります。 <ol><li>動物を麻酔するために適切な装置を使用してください。 </li><li>動物の安定した温度を維持するために外部の暖かい空気との緊密な回路循環温水システムを取得します。 注：この場合、MRI適合監視およびゲーティングシステムは、MRI磁石内部の動物の温度を登録します。 </li><li>動物の近接性、動物の体内（直腸体温計）温度、MRIコンソールで統合されたインターフェースを使用して胸部に近い動物の体の下に位置する呼吸センサで外部温度を監視します。 </li></ol></li><li> MRI実験<ol><li> 100％の酸素ラインを持つ（2または3分のMRI実験中のメンテナンスのための1から1.5パーセントの間、誘導のための2％）気化イソフルランで動物を麻酔。 </li><li>プロファイル取得の助けを借りて磁石の中心に動物を置きます。 </li><li>ステップ5.2.2の後、曲は300MHz（7 T）共振周波数にRFコイルと、最適な信号受信のための50オームへのコイルの特性インピーダンスと一致しています。 注：（私たちのケースでは、直交コイルであった）個別に送信コイルの各部分にアダプタ/スプリッタを経由して測定系に行く外部配線との接続に注意してください。 </li><li>コイルのチューニングと照合した後、スキャナにコイルを接続します。 </li><li> RFパルスのキャリブレーション（形状や長さ）と中心周波数調整のために手動で周波数のパルス校正とセ​​ンターの両方を実行します。手動で90°パルス較正、粗いシミング（下記参照）、中心周波数と受信機のゲイン調整を行います。 </li><li>アキシャル、コロナル、サジタル、とも呼ばれるtripilot：グラディエントエコー（FLASHまたはGRE）ローカライザースキャン（3面のスカウト取得を使用して正確な位置を実行します。 </li><li> CENで磁場均一性を最適化するために、磁石のシミングを行います磁石のター。 1または単一パルスFIDシーケンスを使用して（5.2.3を参照）この手順を手動で実行し、第一及び第二の注文シムを調整したり、システムに含まれる任意の自動シミングシーケンス 注：よくシム磁界が容易に認識およびT2 *で測定される（としてより大きな）またはスペクトルの狭いFWHM。 </li></ol></li><li>プラーク5のMRIデータ集録<ol><li>尾静脈に100μlのネリドロネートナノ粒子の（1 mgの[鉄]ミリリットル-1）を注入し、画像を1時間後に注射を獲得。腹部大動脈（腎分岐部）を見て動脈硬化性プラークのMRI取得のためのパラメータをロードします。 </li><li>アーティファクトを最小限にするために、インターリーブモードでマルチスライス、10〜20のスライスを入れてください。 </li><li>小さな勾配コイル共同でFOV 60×30ミリメートル（冠状）、30×30ミリメートル（軸）、スライス厚0.8ミリメートル（：次のパラメータを使用して冠状又は軸方向視でT1強調MRIエコー高解像度高速スピンを獲得nfigurationこれは0.6ミリメートル）、400ミリ秒のTR、8ミリ秒のTE、5-8分の平均取得時間のための8（小勾配）信号の平均値に256×256の取得及び再構成行列データ、6（大きな勾配）に減少させることができます。 注：TEが特に重要とアプリケーションを制限することができ、血液信号と流量との化学シフトアーチファクトの存在です。これらの場合には鈍感な高速スピンエコーT2-IRを流すアーティファクトを低減するのを助けることができるとまったく同じ場所に相補データの取得は、プラークを特徴付けるために助けることができます。また、プリサチュレーションパルスは、外壁の境界と化学シフトアーチファクト低減の良好な描写のために動脈壁の周囲の脂肪組織を減少させるために使用することができます。 </li><li> 5：このようなダイコムとビュー適切なソフトウェア（医用画像データ官例えば OsiriXのイメージングソフトウェアまたはアミド）などの標準フォーマットを使用して画像を転送します。手動でVESを区切る造影効果の定量化SEL領域、壁の厚さ、内腔面積、プラーク負担5。 </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Patel, D. N., Bailey, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotechnology+in+cardiovascular+medicine.">Nanotechnology in cardiovascular medicine.</a> Catheter. Cardiovasc. Interv. Off. J. Soc. Card. Angiogr. Interv. 69, 643-654 (2007).</li><li>Zhao, X., Zhao, H., Chen, Z., Lan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasmall+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging+contrast+agent.">Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging contrast agent.</a> J. Nanosci. Nanotechnol. 14, 210-220 (2014).</li><li>Lee, D. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+nanoparticles+for+multimodal+imaging+and+theragnosis.">Multifunctional nanoparticles for multimodal imaging and theragnosis.</a> Chem. Soc. Rev. 41, 2656 (2012).</li><li>Osborne, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+microwave-assisted+synthesis+of+dextran-coated+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging.">Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 23, (2012).</li><li>Pellico, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-driven+synthesis+of+bisphosphonate+nanoparticles+allows+in+vivo+visualisation+of+atherosclerotic+plaque.">Microwave-driven synthesis of bisphosphonate nanoparticles allows in vivo visualisation of atherosclerotic plaque.</a> RSC Adv. 5, 1661-1665 (2015).</li><li>Lin, M. M., Kim, D. K., El Haj, A. 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N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superparamagnetic+nanosystems+based+on+iron+oxide+nanoparticles+for+biomedical+imaging.">Superparamagnetic nanosystems based on iron oxide nanoparticles for biomedical imaging.</a> Nanomed. 6, 519-528 (2011).</li><li>Carenza, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+synthesis+of+water-dispersible+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+by+a+microwave-assisted+route+for+safe+labeling+of+endothelial+progenitor+cells.">Rapid synthesis of water-dispersible superparamagnetic iron oxide nanoparticles by a microwave-assisted route for safe labeling of endothelial progenitor cells.</a> Acta Biomater. 10, 3775-3785 (2014).</li><li>Osborne, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+microwave-assisted+synthesis+of+dextran-coated+iron+oxide+nanoparticles+for+magnetic+resonance+imaging.">Rapid microwave-assisted synthesis of dextran-coated iron oxide nanoparticles for magnetic resonance imaging.</a> Nanotechnology. 23, 215602 (2012).</li><li>Gatti, D., Rossini, M., Viapiana, O., Idolazzi, L., Adami, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+development+of+neridronate:+potential+for+new+applications.">Clinical development of neridronate: potential for new applications.</a> Ther. Clin. Risk Manag. 9, 139-147 (2013).</li><li>Drake, M. T., Clarke, B. L., Khosla, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bisphosphonates:+mechanism+of+action+and+role+in+clinical+practice.">Bisphosphonates: mechanism of action and role in clinical practice.</a> Mayo Clin Proc. 83, 1032-1045 (2008).</li><li>Devogelaer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+bone+diseases+with+bisphosphonates,+excluding+osteoporosis.">Treatment of bone diseases with bisphosphonates, excluding osteoporosis.</a> Curr. Opin. Rheumatol. 12, 331-335 (2000).</li><li>Pascu, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Reactivity+of+Iron+Oxide+Nanoparticles+by+Microwave-Assisted+Synthesis;+Comparison+with+the+Thermal+Decomposition+Route.">Surface Reactivity of Iron Oxide Nanoparticles by Microwave-Assisted Synthesis; Comparison with the Thermal Decomposition Route.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 15108-15116 (2012).</li><li>Sun, S., Zeng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-Controlled+Synthesis+of+Magnetite+Nanoparticles.">Size-Controlled Synthesis of Magnetite Nanoparticles.</a> J. Am. Chem. Soc. 124, 8204-8205 (2002).</li><li>Hyeon, T., Lee, S. S., Park, J., Chung, Y., Na, H. 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G., Desco, M., Ruiz-Cabello, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+the+rapid+synthesis+of+water+stable+superparamagnetic+nanoparticles.">A new method for the rapid synthesis of water stable superparamagnetic nanoparticles.</a> Chem. Weinh. Bergstr. Ger. 14, 9126-9130 (2008).</li><li>Herranz, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+conjugated+to+a+grass+pollen+allergen+and+an+optical+probe.">Superparamagnetic iron oxide nanoparticles conjugated to a grass pollen allergen and an optical probe.</a> Contrast Media Mol. Imaging. 7, 435-439 (2012).</li></ol>

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酸化鉄ナノ粒子（IONP）最も重要なナノ物質の一つであり、それは、昔からの異なる用途に使用されてきました。磁気共鳴イメージング（MRI）用の造影剤としてのこれらの材料の使用は、十分に確立された分野です。しかし、合成の経路は、多くの場合、いくつかの時間がかかるし、設定が複雑です。劇的に反応時間を短縮し、再現性を高めるによるマイクロ波駆動型合成の使用は、高品質の...

アテローム性動脈硬化症は、無秩序な脂質代謝不良炎症反応から生じる動脈壁の多因子の慢性炎症性疾患です。罹患率およびこれと関連する心血管疾患の経済的・社会的コストにナノテクノロジーは最も有望なの一つとなっている新しいツール、との病理に対処する上で関心が高まっている。1-3。しかし、高速の非常に少数の例があります診療所への変換のための基本であるプローブの産生および特徴4このプロトコルでは、我々はビスホスホネートとし、アポEにおけるアテローム性動脈硬化症のin vivo検出のさらなる官能化のために酸化鉄ナノ粒子のマイクロ波合成を使用する- 。/ - 。1時間のマウスを5酸化鉄ナノ粒子（IONP）はよく知られているナノ材料および磁気共鳴画像（MRI）用の造影剤としての使用の異なる疾患の検出のために確立されています最後の年での6-8 マイクロ波合成（MWS）は、高い再現性と強化された収率で非常に短い時間でナノ粒子を合成することができます。私たちのプロトコルでは9,10我々はプラークは3つのステップで機能を標的とするIONPを得ます。最後の一つは、そのカルシウム結合特性のために私たちの戦略の鍵であるアミノビスフォスフォネート、ネリドロネート、のアタッチメントです。それらの天然のアナログピロリン酸（PPI）のために、ネリドロネートは骨形成不全（OI）及び骨のパジェット病骨に対するそれらの高い親和性（PDB）の治療に使用されている。11-13 プロトコルの3つのステップが1ステップ1および2は、マイクロ波技術を用いて行われるスキームに要約されています。最初のステップは、公表された方法の修飾によって、オレイン酸被覆酸化鉄ナノ粒子（OA-IONP）を提供する。14プロトコルはtraditのマイクロ波合成に適応したものですional熱分解合成。15,16のFe（ACAC）3を含有する混合物、オレイン酸、オレイルアミン、1,2-ドデカンジオールをベンジルアルコールに溶解し、2つの加熱工程に供されます。精製をEtOHで洗浄し、上清中の界面活性剤の過剰を除去するためにNd-Fe-B磁石で粒子を収集が行われます。その後、OA-IONPをCHCl 3で安定化されます。非常に高速加熱に、予想されたように、予想される結果は、マイクロ波によって合成されたナノ粒子は、コア（3.7±0.8 nm）で、伝統的な熱分解と比較して、流体力学的サイズ（7.5 nm）との点で小さくなっていることを示しました。しかし、ナノ粒子は、依然として良好な結晶性を提示します。 第二段階は、我々のグループで開発したオリジナルの方法論は、MWの条件のために変更された、のKMnO 4のような強力な酸化剤を使用して、オレイン酸中に存在する二重結合の直接的な化学修飾、で構成されています。二重結合- 17第一段階はのMnO 4との間の複合体を形成しています。その後、酸性条件下での第二段階は、アゼライン酸IONPを与えるオレイン酸分子の切断を生成します。酸を中和するのMnO 2を、次いで水酸化ナトリウム1％ - 10分間それぞれのこれらの二つの段階の後、サンプルはのMnO 4の過剰を減少させるためのNaHSO 3の1％で精製し、最初の洗浄です。 精製工程、アゼライン-IONP後、10 mMリン酸緩衝液pH = 7.2で安定化されます。このバッファは、同様にオリジナルの、熱反応で起こったことへの粒子のコロイド安定性のための最高の環境です。18は、OA-IONPに含まれる二重結合の直接酸化のためのマイクロ波を使用することは利点の非常に良い例ですナノ粒子の合成は、この技術を使用します。反応は24時間を取る古典的な方法では、マイクロ波の利用はをReactiを減少させます18分までの時間に。また、マイクロ波駆動型プロトコルは、4回繰り返した後、流体力学的サイズの30±5 nmのでナノ粒子を与える優れた再現性を示しています。流体力学的サイズの変化離れて、ゼータ電位は素早く反応の成功を確認する良いパラメータです。アゼライン-IONPで新しいカルボキシル基の存在のために、ゼータ電位の値は、熱的なアプローチにより得られた値に24 -44 mVで、非常に類似しています。 アゼライン-IONPにネリドロネートの付着のために、伝統的なEDC /スルホ-NHS結合が使用される。この合成アプローチは、十分に確立されている19で活性化カルボキシレートを使用するので、スルホ-NHSは、反応中にコロイド安定性を確保します。リン酸緩衝液の除去は、ネリドロネートとの反応は、1mMのHEPES緩衝液中で行われた後（pH約7）。反応は狭いサイズ競合製品で40±4nmの流体力学的サイズとネリドロネート-IONPをレンダリングibutionとゼータ電位の-24.1 mVの。 この方法の実現可能性は、同じ条件を用いて、遊離アミンを持つ任意のペプチド/抗体の結合を可能にするが、手順は、T 2強調造影剤MRI内で異なる目的のために、動脈硬化性プラークのin vivo可視化のためのIONPの高速合成について記載されていますフィールド。

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

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

迅速かつ再現可能なマイクロ波駆動型プロトコルはネリドロネート官能化ナノ粒子の合成のために開発されました。疎水性ナノ粒子の合成から出発し、私たちの方法は、マイクロ波駆動の合成と熱分解法から適応に基づいています。新しい方法論は、従来の手順と比較して反応時間の減少を生成します。また、マイクロ波技術の使用は、臨床応用の観点から重要な何かを反応の再現性を向上させます。この酸化鉄ナノ粒子の新規性は、ネリドロネートの結合です。この分子の使用は、Caを提供し、ナノ粒子2+ vitroおよびアテロームプラークのin vivoでの選択的蓄積の結合特性の外側に向かってビスホスホネート部分をリードしています。プロトコルはorganiから初期合成以来、約3時間での合成およびプラークの検出を可能にしますC前駆体。 1時間未満でのアテローム性動脈硬化症の領域での蓄積は、臨床用途に特に適した造影剤を提供します。

このプロトコルでは、三つの異なるIONPの合成が記載されています。疎水性のOA-IONPから出発し、水性安定したナノ粒子は、マイクロ波駆動型合成の助けを借りて得られます。すべてのナノ粒子は、非常に狭いサイズ分布（ 図1c）で超小型流体力学的サイズ（DH &lt;50 nm）を示しました。マイクロ波技術の使用は、コアサイズの点で超小型のナノ粒子をレンダ...

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

アテローム性動脈硬化症の高速検出のための酸化鉄ナノ粒子のマイクロ波駆動型の合成

マイクロ波技術は、アテローム性動脈硬化症のプラークの特徴付けのための酸化鉄ナノ粒子の非常に高速な合成を可能にします。ナノ粒子の外部側のアミノビスフォスフォネートの使用は、アテローム性動脈硬化症領域での高速蓄積を提供します。

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

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

10.4K ビュー.  Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III and CIBER de Enfermedades Respiratorias. マイクロ波技術は、アテローム性動脈硬化症のプラークの特徴付けのための酸化鉄ナノ粒子の非常に高速な合成を可能にします。ナノ粒子の外部側のアミノビスフォスフォネートの使用は、アテローム性動脈硬化症領域での高速蓄積を提供します。 

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High-throughput Synthesis of Carbohydrates and Functionalization of Polyanhydride Nanoparticles

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

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

無水物ナノ粒子のハイスループット糖鎖の合成と機能化

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

生物工学

Harmonic Nanoparticles for Regenerative Research

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

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

回生研究ハーモニックナノ粒子

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

Fabrication of a Functionalized Magnetic Bacterial Nanocellulose with Iron Oxide Nanoparticles

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

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

酸化鉄ナノ粒子との機能を有する磁性細菌Nanocelluloseの作製

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

Cell Labeling and Targeting with Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles

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

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

細胞標識および超常磁性酸化鉄ナノ粒子とターゲティング

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

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

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

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

強化された暗視野顕微鏡とハイパースペクトルマッピングにより組織学的試料中の金属酸化物ナノ粒子の同定

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

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

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

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

フロースルーマイクロリアクターとMS検出のためのタンパク質の高速酵素処理

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

Synthesis of Cationized Magnetoferritin for Ultra-fast Magnetization of Cells

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

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

細胞の超高速磁化のためのカチオン化Magnetoferritinの合成

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

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

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

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

アテローム性動脈硬化のイメージングのためのペプチド両親媒性分子ミセルの単球ターゲットの合成

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

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

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

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

銀ナノ粒子とその抗菌活性と細胞毒性の評価変更多層カーボンナノ チューブの合成

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

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

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

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

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

植物活性酸素種体内はアニオン性セリウム酸化物ナノ粒子の触媒の清掃

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