Este trabalho foi financiado em parte pelos subsídios NIH R01 e R01 EB008101 CA103830.

1. Aparelhos de Copos Preparação <ol><li> Usar equipamento de proteção adequado, ou seja, um jaleco, luvas descartáveis ​​e proteção para os olhos. </li><li> Conectar um balão de fundo redondo com um condensador e mergulhá-lo em um banho de óleo de silicone com uma monitorização de temperatura por um termómetro. Coloque uma fonte de calor (por exemplo, placa de aquecimento), sob o banho de óleo (Figura 1). Utilizar um termómetro capaz de medir a temperatura mais elevada do que 260 ° C. </li></ol> Nanopartículas 2 Síntese de híbrido primário Magneto-plasmônicos <ol><li> Fazer Magnetic Núcleo Nanopartículas <ol><li> Adicionar 353,2 mg (1 mmol) de ferro acetilacetonato (III), 1 ml (2 mmol) de ácido oleico, 1 ml (2 mmol) oleilamina, 1,292 g (5 mmol) de 1,2-hexadecanediol, e 10 ml de éter de fenil a uma ronda frasco -bottom. </li><li> Agita-se vigorosamente a mistura usando uma barra de agitação e aquece-magnética a 250-260 ° C durante 1 h sob refluxo. Em seguida, aguarde a solução para se refrescarpara baixo para a TA. Certifique-se de que a temperatura está abaixo de 260 ° C para evitar a ebulição do éter fenil e evitar uma explosão da mistura de reacção do balão de fundo redondo para o condensador. ATENÇÃO: A mistura de reacção é extremamente quente e os produtos químicos podem causar irritação. Deve operar sob um exaustor e usar equipamentos de proteção individual adequados. Assegurar uma ventilação adequada para o banho de óleo. NOTA: O banho de óleo mantido a 250-260 ° C de temperatura durante 1 hora durante a síntese das nanopartículas magnéticas. Em princípio, um vidro pirex pode ser utilizado para esta finalidade. No entanto, a temperatura máxima contínua de vidro Pyrex é ~ 260 ° C de acordo com a informação de vendedor. Portanto, um recipiente de metal proporciona uma opção mais segura para a reação, pois ele pode suportar uma temperatura mais elevada e durar mais tempo durante várias execuções. </li></ol></li><li> Deposição de uma concha de ouro em nanopartículas núcleo magnético <ol><li> Adicionar 411,5 mg (1,1 mmol) ace ouroTate, 0,25 ml (0,75 mmol) de ácido oleico, 1,5 ml (3,0 mmol) oleilamina, 775,3 mg (3 mmol) de 1,2-hexadecanediol, e 15 ml de éter de fenil para um balão de fundo redondo. </li><li> Adicionar 5 ml de suspensão de nanopartículas magnéticas a partir do passo 2.1. Aquece-se a mistura de reacção a 180 ° C e manter sob refluxo durante 1 hora. Aguarde até que a solução para esfriar a temperatura ambiente. </li><li> Adicionar 50 ml de etanol para precipitar as nanopartículas híbridos primários seguido de centrifugação a 3250 × g durante 15 min. </li><li> Ressuspender o precipitado em 25 ml de hexano por meio de um banho de ultra-sons. Adicionar 25 ml de etanol para precipitar as nanopartículas híbridos primários. Centrifugar a 3.250 xg durante 15 min e ressuspender o precipitado em hexano. Repita este passo três vezes. </li><li> Secam-se as nanopartículas híbridas primário precipitados em um excicador de vácuo S / N. Confirme que as partículas estão completamente secos. </li></ol></li></ol> Nanoclusters 3 Híbrido Magneto-plasmônicos Síntese e Separação Tamanho <ol><li&gt; Ressuspender 5 mg de nanopartículas híbridas primárias secas em 1 ml de hexano, usando um sonicador de banho. Sonicar a suspensão de nanopartículas até nenhum precipitado visível está presente. </li><li> Adicionar a solução do passo 3,1-10 ml de solução aquosa de dodecil sulfato de sódio (2,8 mg / ml) em um frasco de vidro de 20 ml com tampas anexadas. Adicionar a suspensão de nanopartículas híbridas primário gota a gota para evitar a mistura das duas fases antes da etapa seguinte. </li><li> Sonicar a solução de duas fases, em um banho de ultra-sons, durante 2 horas, seguido por aquecimento num banho de água a 80 ° C durante 10 min. Aguarde até que a solução para esfriar a temperatura ambiente. <ol><li> Encha de água para a linha de nível operacional do banho de ultra-sons. Centralize o frasco de vidro no banho de ultra-sons. Forma-se um emulsão imediatamente entre as duas fases. Agitar a solução de duas fases com a mão após o início da sonicação; isso facilita a mistura entre a fase que contém nanopartículas híbridos primários e a fase aquosa inferior. NOTA: Lembre-se that do sonicador vai aquecer após 2 horas de operação. </li></ol></li><li> Centrifugar a suspensão a 100 nanocluster híbrido xg durante 30 min. Recolhe-se o precipitado e tanto o sobrenadante. Ressuspender o precipitado em 0,1 mM de citrato de sódio 10 min sob ultra-sons. O tamanho esperado das nanopartículas é ~ 180 nm de diâmetro. </li><li> Transferir o sobrenadante do passo 3.3 para um novo tubo cónico. </li><li> Centrifugar a suspensão a partir do passo 3.4 a 400 xg durante 30 min. Recolhe-se o precipitado e tanto o sobrenadante. Ressuspender o precipitado em 0,1 mM de citrato de sódio 10 min sob ultra-sons. O tamanho esperado das nanopartículas é ~ 130 nm de diâmetro. </li><li> Transferir o sobrenadante do passo 3.5 para um novo tubo cónico. </li><li> Centrifugar a suspensão a partir do passo 3.6 a 1.500 xg durante 30 min. Recolher o precipitado e ressuspender em citrato de sódio 0,1 mM menos de 10 min de sonicação. O tamanho esperado das nanopartículas é ~ 90 nm de diâmetro. </li><li> Adicionar 300 _6, l nanocluster suspensão para um leitor de microplacas de 96 poços para medir um espectro de absorção de UV-Vis-NIR. Queda de 10 mL de suspensão nanocluster em malha de cobre revestido de carbono para TEM imagem. </li></ol> 4. Conjugação de Anticorpos Monoclonais para Nanoclusters <ol><li> Preparar solução de 100 ul de anticorpo monoclonal (1 mg / ml) em PBS, pH 7,2, por exemplo, anti-Receptor do Factor de Crescimento Epidérmico 2 (HER2) ou anticorpos anti-factor de crescimento epidérmico receptor 1 (EGFR). </li><li> Adicionar a solução de anticorpo a partir do passo 4,1-3,9 ml de HEPES 4 mM, pH 7,2. Centrifugar a solução através de um filtro centrífugo 10 k MWCO em 3250 xg durante 20 minutos a 8 ° C. Ressuspender o anticorpo em HEPES 4 mM, pH 7,2, para um volume final de 100 ul. NOTA: Este passo é realizado para substituir o suporte de dados original na solução de anticorpo com HEPES. </li><li> Adicionam-se 10 ul de 100 mM NAIO 4-100 ul de solução de anticorpo. Cubra o frasco de reação com um alfolha uminum à TA e mistura-se durante 30 min utilizando um agitador orbital. </li><li> Extingue-se a reacção por adição de 500 ul de 1x PBS. </li><li> Adicionar 2 ml de solução de ligante de 46,5 mM (dithiolaromatic PEG6-CONHNH 2) à solução do anticorpo a partir do passo 4.4 e agita-se durante 1 hora à temperatura ambiente. </li><li> Filtrar a solução através de um filtro centrífugo 10 k MWCO em 3250 xg durante 20 minutos a 8 ° C. Ressuspender o anticorpo em 1x PBS, para um volume final de 100 uL, que conduz a uma concentração de anticorpo de ~ 1 mg / ml. </li><li> Misturar 100 mL em suspensão nanocluster OD ~ 1,0 com 1 ml de anticorpos modificados a partir do passo 4.6 (1 mg / ml) durante 120 minutos à temperatura ambiente. </li><li> Adicionar 10 ul de 10 -3 M de 5 kDa PEG tiol e agitar por 15 min à temperatura ambiente. </li><li> Centrifuga-se a solução a 830 x g durante 3 min. Descartar o sobrenadante e ressuspender o sedimento em 100 ul de 2% w / v de PEG de 5 kDa, em PBS, pH 7,2. </li><li> Medir o espectro de absorção das nanopartículas de anticorpo conjugado e comparar a tele absorbância espectro das nanopartículas nuas. Espere alguns nanômetros desvio para o vermelho após a conjugação. </li><li> Se as nanopartículas agregar, como mostrado por uma mudança significativa, com um aumento na OD na região do vermelho-NIR, aumentar a concentração de PEG tiol de 5 x 10 -3 M. Além disso, aumentar o tempo de incubação com o tiol de PEG a 30 min e diminui a velocidade da centrífuga, em incrementos de 200 xg. </li><li> Para o teste de rotulagem de células cancerígenas, adicione o anticorpo nanopartículas conjugados a partir do passo 4.9 para suspensão de células de câncer no Médio ou 1x PBS (1 ml ~ 10 6 células) e misture por 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>

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

As etapas críticas na síntese bem-sucedida de nanopartículas de magneto-plasmônica incluem tornar altamente monodispersos ouro primário shell / núcleo de ferro óxido de nanopartículas e dirigir a auto-montagem das partículas primárias em nanopartículas. A proporção molar entre as partículas primárias e surfactantes desempenham um papel importante na determinação da distribuição do tamanho das nanopartículas. Distribuição de tamanho não uniforme das nanopartículas primárias podem causar a formaç...

Nanopartículas híbridas, compreendendo diferentes materiais com propriedades físico-químicas distintas pode abrir novas oportunidades em aplicações biomédicas, incluindo imagens multimodal molecular, a administração de terapêutica e acompanhamento, nova triagem e testes de diagnóstico 1-3. A combinação de propriedades magnéticas e plasmonic num nanopartículas é de particular interesse uma vez que proporciona uma muito forte absorção de luz e dispersão de secções transversais associadas com ressonâncias plasmon e capacidade de resposta a um campo magnético. Por exemplo, as nanopartículas magneto-plasmonic foram usadas para aumentar o contraste de imagem de campo escuro de células marcadas por aplicação de uma modulação de sinal temporal, através de um electroíman externo 3-5. Mais recentemente, um princípio semelhante foi aplicada no desenvolvimento de uma nova modalidade de imagens - imagiologia magneto-fotoacústica, onde nanopartículas magneto-plasmónico permitir grandes melhorias em contraste rato e de sinal para fundoio 6,7. Mostrou-se também que as nanopartículas híbridas podem ser usadas para a captura e detecção de células tumorais em circulação em todo o sangue e in vivo 8,9 simultânea. Além disso, as nanopartículas magneto-plasmônicos são promissores agentes theranostic que podem ser usados ​​para imagiologia óptica molecular e MR especifica combinada com a terapia de células cancerosas fototérmica 10. Várias abordagens foram exploradas para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico. Por exemplo, Yu et al. Decomposição utilizado e a oxidação de Fe (CO) 5, em nanopartículas de ouro para formar haltere-bifuncionais como Au-Fe 3 O 4 nanopartículas 11. Wang et al. Sintetizaram nanopartículas de óxido de ferro revestidas com ouro usando o método de decomposição térmica 12. Alguns outros métodos baseiam-se em polímero de revestimento ou de amina moléculas funcionais a nanopartículas de núcleo magnético, seguido de deposição de agshell de idade sobre a superfície do polímero para criar o híbrido partículas 7,13. Além disso, as nanopartículas de óxido de ferro foram anexados ao nanobastões de ouro via interações eletrostáticas ou uma reação química 14,15. Embora estas abordagens produzir nanoestruturas magneto-plasmonic, que comprometem a algumas propriedades de extensão da combinação magneto-plasmónico como absorvância óptica na janela do infravermelho próximo (NIR), ou um forte momento magnético ambos os quais são altamente desejáveis ​​em aplicações biomédicas. Por exemplo, haltere Au-Fe 3 O 4 nanopartículas tem um pico de ressonância de plasmon de a 520 nm, o que limita a sua utilidade in vivo devido à turvação elevado tecido nesta gama espectral. Além disso, as nanopartículas magneto-plasmónico produzidas por protocolos correntes estão limitados a apenas um ou alguns (11 a menos de 10) 14,15 metades superparamagnéticas (por exemplo, nanopartículas de óxido de ferro) que é significativamente menor do que poderia ser achquistada em uma nanoestrutura densamente. Por exemplo, a 60 nm de diâmetro das nanopartículas esféricas densamente pode conter na ordem de um milhar de 6 nanopartículas superparamagnéticas nm. Por conseguinte, existe uma grande margem para melhorar as propriedades magnéticas das nanopartículas híbridas. Além disso, alguns dos protocolos anteriormente descritos são relativamente complexas e requerem optimização cuidadosa, a fim de evitar a agregação das partículas durante a síntese 14,15. Aqui, nós descrevemos um protocolo para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico com um forte momento magnético e uma forte absorvância NIR que aborda as principais limitações da técnica actual. A síntese tem suas origens no método 16 microemulsão óleo em água. Ele baseia-se na montagem de nanopartículas de um tamanho desejado de uma muito menores partículas primárias. Esta abordagem tem sido utilizada com sucesso para a produção de nanoestruturas de um único material, tal como ouro, óxido de ferro, e pri semicondutormary partículas 16. Nós alargado a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica, por um lado, fazendo 6 nm de diâmetro de concha de ouro / núcleo de ferro óxido de partículas e, em seguida, montar as partículas híbridas primárias para a nanoestrutura esférico final. Montagem partículas primárias em nanopartículas não só permite melhorar as propriedades das nanopartículas constituintes, tais como realização de um momento magnético mais forte, preservando as propriedades superparamagnéticas, mas também tira proveito da interação entre nanopartículas individuais, criando assim novas características ausentes das nanopartículas constituintes, como a forte absorção óptica na janela de NIR. Este protocolo resulta nanopartículas híbridas com uma alta densidade de funcionalidades magnéticos e plasmonic. Depois de as partículas primárias são sintetizados, o nosso método é essencialmente uma reacção simples de um só recipiente. A força total de ressonância de plasmon de momento magnético e são determinadas por um certo número de partículas primárias e, utrasntes, pode ser facilmente otimizado de acordo com o pedido. Além disso, também desenvolvemos um procedimento para anticorpo conjugação com as nanopartículas híbridas para várias aplicações biomédicas que exigem segmentação específica molecular. Os anticorpos são ligados através da unidade Fc deixando a porção Fab que é responsável pela ligação ao antigénio disponíveis para direccionamento.

<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

Propriedades magnéticas e plasmonic combinadas em um único nanopartícula proporcionar uma sinergia que é vantajoso em algumas aplicações biomédicas, incluindo aumento de contraste em novas modalidades de imagem magnetomotrizes, captação simultânea e detecção de células tumorais em circulação (CTC), e imagiologia molecular multimodal combinada com terapia fototérmica de células cancerosas. Estas aplicações têm estimulado um interesse significativo no desenvolvimento de protocolos para a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica com absorção óptica na região do infravermelho próximo (NIR) e um forte momento magnético. Aqui, nós apresentamos um novo protocolo para a síntese de tais nanopartículas híbridas que é baseada num método de microemulsão óleo-em-água. A característica única do protocolo aqui descrito é a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica de vários tamanhos de blocos primários que também têm características magneto-plasmônicos. Esta abordagem produz nanopartículas com uma alta densidade de funcionalidades magnéticos e plasmonic que são distribuídos uniformemente em todo o volume de nanopartículas. As nanopartículas híbridos podem ser facilmente funcionalizados anexando anticorpos através da porção Fc deixando a porção Fab que é responsável pela ligação ao antigénio disponíveis para direccionamento.

Um esquema para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico immunotargeted é mostrado na Figura 2. Primeiro, magnéticos Fe 3 O 4 nanopartículas de óxido de ferro são sintetizados através do método de decomposição térmica. Em seguida, um a cerca de 1 nm de ouro casca fina é depositado sobre as partículas de núcleo de óxido de ferro, através da decomposição térmica. As nanopartículas híbridos primários cerca de 6 nm servem como sementes pa...

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Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Aqui, nós descrevemos um protocolo para a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica com um forte momento magnético e um (NIR) absorção forte de infravermelho próximo. O protocolo também inclui a conjugação de anticorpos para as nanopartículas, através da unidade Fc para diversas aplicações biomédicas que requerem direccionamento específico molecular.

Síntese de Immunotargeted magneto-plasmónico Nanoclusters

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 visualizações.  University of Texas at Austin.  Aqui, nós descrevemos um protocolo para a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica com um forte momento magnético e um (NIR) absorção forte de infravermelho próximo. O protocolo também inclui a conjugação de anticorpos para as nanopartículas, através da unidade Fc para diversas aplicações biomédicas que requerem direccionamento específico molecular. 

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Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and technological applications. Their signature property is their ultrahigh porosity, which however imparts a series of challenges when it comes to both constructing them and working with them. Securing desired MOF chemical and physical functionality by linker/node assembly into a highly porous framework of choice can pose difficulties, as less porous and more thermodynamically stable congeners (e.g., other crystalline polymorphs, catenated analogues) are often preferentially obtained by conventional synthesis methods. Once the desired product is obtained, its characterization often requires specialized techniques that address complications potentially arising from, for example, guest-molecule loss or preferential orientation of microcrystallites. Finally, accessing the large voids inside the MOFs for use in applications that involve gases can be problematic, as frameworks may be subject to collapse during removal of solvent molecules (remnants of solvothermal synthesis). In this paper, we describe synthesis and characterization methods routinely utilized in our lab either to solve or circumvent these issues. The methods include solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries, and materials activation (cavity evacuation) by supercritical CO2 drying. Finally, we provide a protocol for determining a suitable pressure region for applying the Brunauer-Emmett-Teller analysis to nitrogen isotherms, so as to estimate surface area of MOFs with good accuracy.

Synthesis, activation, and characterization of intentionally designed metal-organic framework materials is challenging, especially when building blocks are incompatible or unwanted polymorphs are thermodynamically favored over desired forms. We describe how applications of solvent-assisted linker exchange, powder X-ray diffraction in capillaries and activation via supercritical CO2 drying, can address some of these challenges.

Síntese e caracterização de funcionalizados metal-organic frameworks

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Química

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.

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

Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the material with Au(III) ions. The synthesis method was derived from a sol-gel process used to produce micron-sized monosodium titanate (MST), with several key modifications, including altering reagent concentrations, omitting a particle seed step, and introducing a non-ionic surfactant to facilitate control of particle formation and growth. The resultant nMST material exhibits spherical-shaped particle morphology with a monodisperse distribution of particle diameters in the range from 100 to 150&#160;nm. The nMST material was found to have a Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of 285 m2g-1, which is more than an order of magnitude higher than the micron-sized MST. The isoelectric point of the nMST measured 3.34 pH units, which is a pH unit lower than that measured for the micron-size MST. The nMST material was found to serve as an effective ion exchanger under weakly acidic conditions for the preparation of an Au(III)-exchange nanotitanate. In addition, the formation of the corresponding peroxotitanate was demonstrated by reaction of the nMST with hydrogen peroxide.

The surfactant mediated sol-gel synthesis of nanosized monosodium titanate is described, along with preparation of the corresponding peroxide modified material. An ion-exchange reaction with Au(III) is also presented.

Síntese e Reacção Química de nanosize monossódico Titanate

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the ...

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.

Síntese e Caracterização de Supramoleculares Colloids

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 baseada Síntese de ouro 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.

Síntese de hierárquicos 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.

Síntese e análise de espectrometria de massa de 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.

Síntese de nanofios de Au substrato ligados através de um mecanismo de crescimento ativo de superfície

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

Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of solid-phase synthesis, regenerating Michael (REM) linker strategies, and 1,3-dipolar cycloaddition, a library of structurally similar heterocycles, both with and without a spirocyclic center, can be constructed. The main advantages of the solid-support synthesis are as follows: first, each reaction step can be driven to completion using a large excess of reagents resulting in high yields; next, the use of commercially available starting materials and reagents keep the costs low; finally, the reaction steps are easy to purify via simple filtration. The REM linker strategy is attractive because of its recyclability and traceless nature. Once a reaction scheme is completed, the linker can be reused multiple times. In a typical solid-phase synthesis, the product contains either a part of or the whole linker, which can prove undesirable. The REM linker is &#34;traceless&#34; and the point of attachment between the product and the polymer is indistinguishable. The high diastereoselectivity of the intramolecular 1,3-dipolar cycloaddition is well documented. Limited by the insolubility of the solid support, the reaction progression can only be monitored by a change in the functional groups (if any) via infrared (IR) spectroscopy. Thus, the structural identification of intermediates cannot be characterized by conventional nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Other limitations to this method stem from the compatibilities of the polymer/linker to the desired chemical reaction scheme. Herein we report a protocol that allows for the convenient production of spirocyclic heterocycles that, with simple modifications, can be automated with high-throughput techniques.

Here we present a protocol to demonstrate an efficient method for the synthesis of spirocyclic heterocycles. The five-step process utilizes solid-phase synthesis and regenerating Michael linker strategies. Generally difficult to synthesize, we present a customizable method for the synthesis of spirocyclic molecules otherwise inaccessible to other modern approaches.

Fase sólida síntese de [4,4] Spirocyclic oximas

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

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.

Síntese e caracterização de nanopartículas de ouro Anfífilos

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