JoVE Logo

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bu protokol, prob ucu sonikasyonu kullanarak büyük hacimlerde lipid kapsüllenmiş decafluorobutane mikrobubbles üretme ve daha sonra yüksek basınçlı ekstrüzyon ve mekanik filtrasyon kullanarak faz kaydırma nanodropletlerine yoğuşma yöntemini açıklar.

Özet

Görüntüleme ve tedavi için buharlaştırılabilir faz kayması damlacıklarının üretimi için kullanılabilecek birçok yöntem vardır. Her yöntem farklı teknikler kullanır ve fiyat, malzeme ve amaca göre değişir. Bu imalat yöntemlerinin çoğu, tekdüze olmayan aktivasyon eşiklerine sahip polidispers popülasyonlarla sonuçlanır. Ek olarak, damlacık boyutlarının kontrol altına getirilmesi tipik olarak pratik in vivo olmayan yüksek aktivasyon eşiklerine sahip kararlı perflorokarbon sıvılar gerektirir. Düşük kaynayan nokta gazları kullanarak tek tip damlacık boyutları üretmek in vivo görüntüleme ve terapi deneyleri için faydalı olacaktır. Bu makalede, düşük kaynama noktası decafluorobutane (DFB) ile boyut filtreli lipid stabilize faz kaydırma nanodropletlerinin oluşumu için basit ve ekonomik bir yöntem açıklanmaktadır. Lipid mikrobubbles oluşturmanın yaygın bir yöntemi, tek bir adımda yüksek basınçlı ekstrüzyon ile yoğuşma yeni bir yönteme ek olarak açıklanmaktadır. Bu yöntem, birçok biyolojik laboratuvarda bulunan ortak laboratuvar ekipmanlarını kullanarak çok çeşitli uygulamalar için zamandan tasarruf etmek, verimliliği en üst düzeye çıkarmak ve çok çeşitli uygulamalar için daha büyük hacimlerde mikrobubble ve nanodroplet çözümleri üretmek için tasarlanmıştır.

Giriş

Ultrason kontrast ajanları (UCAs) görüntüleme ve tedavi uygulamaları için popülaritesi hızla artmaktadır. Mikrobubbles, orijinal UCA'lar, şu anda klinik tanı uygulamalarında kullanılan ana akım ajanlardır. Mikrobubbles, genellikle 1-10 μm çapında, lipid, protein veya polimer kabuklarla çevrili gaz dolu kürelerdir1. Ancak, boyutları ve in vivo stabiliteleri birçok uygulamada işlevlerini sınırlayabilir. Aşırı ısınmış bir sıvı çekirdek içeren faz kaydırma nanodropletleri, daha küçük boyutları ve geliştirilmiş dolaşım ömrü nedeniyle bu sınırlamaların bazılarının üstesinden gelebilir2. Isıya veya akustik enerjiye maruz kaldığında, aşırı ısınmış sıvı çekirdek buharlaşarak gaz mikrobubble2,3,4,5 oluşturur. Buharlaşma eşiği damlacık boyutu5,6 ile doğrudan ilişkili olduğundan, tekdüze boyutta damlacık süspansiyonlarının formüle edilmesi tutarlı aktivasyon eşiklerine ulaşmak için son derece arzu edilir. Tek tip damlacık boyutları üreten formülasyon yöntemleri genellikle karmaşık ve maliyetlidir, daha uygun maliyetli yaklaşımlar ise polidisperse çözümleriyle sonuçlanır7. Diğer bir sınırlama, vivo8'de verimli aktivasyon için kritik olan düşük kaynama noktası perflorokarbon (PFC) gazları ile kararlı faz kayması damlacıkları üretme yeteneğidir. Bu yazıda, in vivo görüntüleme ve terapi uygulamaları için kararlı filtrelenmiş düşük kaynama noktası buharlaştırılabilir faz kayması damlacıkları üretmek için bir protokol açıklanmıştır.

Monodispersed altmikron faz-shift damlacıkları üretmenin birçok yöntemi vardır7. Boyutu kontrol etmenin en sağlam yöntemlerinden biri mikroakışkan cihazların kullanılmasıdır. Bu cihazlar maliyetli olabilir, yavaş damlacık üretim oranlarına (~104-106 damlacık/ s)7 sahip olabilir ve kapsamlı eğitim gerektirir. Mikroakışkan cihazlar ayrıca sistemin kendiliğinden buharlaşmasını ve tıkanmasını önlemek için genellikle yüksek kaynama noktası gazlarına ihtiyaç duyar7. Bununla birlikte, de Gracia Lux ve ark.9 tarafından yapılan yeni bir çalışma, bir mikrofloluidizatörin soğutulmasının, düşük kaynama noktası decafluorobutane (DFB) veya octafluoropropane (OFP) kullanarak yüksek konsantrasyonlarda mikron faz kayması (1010-1012/mL) üretmek için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.

Genel olarak, DFB veya OFP gibi düşük kaynayan nokta gazlarının önceden biçimlendirilmiş gaz kabarcıkları kullanılarak işlenmesi daha kolaydır. Buharlaştırılabilir damlacıklar, düşük sıcaklıklar ve yüksek basınç5,10 kullanılarak gazın yoğunlaşarak öncü lipid stabilize kabarcıklardan üretilebilir. Bu yöntem kullanılarak üretilen damlacıkların konsantrasyonu öncü mikrobubble konsantrasyonuna ve kabarcıkların damlacıklara dönüştürülmesinin verimliliğine bağlıdır. Konsantre mikrobubbles 1010 MB / mL11 > yaklaşan uç sonication bildirilmiştir, ayrı bir çalışma yoğunlaşmış OFP ve DFP kabarcıkları gelen ~1-3 x1011 damlacık / mL arasında değişen damlacık konsantrasyonları bildirilmiştir12. Monodispersed damlacıklar bir sorun olmadığında, yoğuşma yöntemleri, düşük kaynama noktası PFC'leri kullanarak lipid stabilize faz kaydırma damlacıkları üretmenin en basit ve en düşük maliyetli yöntemleridir. Yoğuşmadan önce tekdüze boyut kabarcıkları oluşturma yöntemleri, daha fazla monodisperse damlacık popülasyonu oluşturmaya yardımcı olabilir. Bununla birlikte, monodisperse öncü kabarcıkları üretmek de zordur, mikroakışkanlar veya tekrarlanan diferansiyel santrifüj teknikleri gibi daha maliyetli yaklaşımlar gerektirir11. DFB ve OFB nanodroplets üretimine alternatif bir yaklaşım son zamanlarda lipozomlarda damlacıkların kendiliğinden çekirdeklenmesi kullanılarak yayınlanmıştır13. Bir "Uzo" etkisi kullanan bu yöntem, kabarcıkları yoğunlaştırarak ihtiyaç duymadan düşük kaynama noktası PFC damlacıkları üretmenin basit bir yoludur. PFC damlacıklarının boyut dağılımı, damlacıkların çekirdeklenmesini başlatmak için kullanılan hassas titrasyon ve PFC, lipid ve etanol bileşenlerinin karıştırılması ile kontrol edilebilir. Ayrıca, perflorokarbonların karıştırılmasının nanodropletlerin stabilitesini ve aktivasyon eşiklerini kontrol etmek için kullanılabileceğini belirtmek gerekir14,15. Shakya ve ark. tarafından yapılan daha yeni çalışmalar, damlacık çekirdeği içindeki heterojen çekirdeklenmeyi kolaylaştırmak için bir hidrokarbon endoskeleton içindeki yüksek kaynama noktası PFC'leri emülsifiye edilerek nanodroplet aktivasyonunun nasıl ayarlanabileceğini göstermektedir16, bu da diğer damlacık boyutu filtrasyon biçimleriyle birlikte düşünülebilecek bir yaklaşımdır.

Oluştuktan sonra, faz kayması damlacıkları oluşumdan sonra ekstrüde edilerek daha fazla monodispers popülasyonu oluşturulabilir. Aslında, burada açıklanan yönteme benzer bir protokol daha önce Kopechek ve ark.17 tarafından damlacık çekirdeği olarak yüksek kaynama noktası dodecofluorpentane (DDFP) kullanılarak yayımlanmıştır. Yüksek kaynama noktası perflorokarbonlu (oda sıcaklığında stabil) faz kaydırma damlacıkları kullanmak isteyen okuyucular bunun yerine yukarıdaki makaleye referans vermelidir. DFB ve OFP gibi düşük kaynama noktası gazları ile damlacık üretmek ve ekstrüde etmek daha karmaşıktır ve en iyi önceden biçimlendirilmiş gaz kabarcıklarının yoğunlaştırılmasıyla yaklaşılır.

Bu protokolde, prob ucu sonikasyonu kullanılarak DFB gaz çekirdeği ile önceden biçimlendirilmiş lipid mikrobubbles oluşturmanın yaygın bir yöntemi açıklanmıştır. Daha sonra, önceden biçimlendirilmiş mikrobubbles mikromikron faz kaydırma nanodroplets içine yoğuşmak için ticari bir ekstrüder kullanılır (Şekil 1). Elde edilen damlacıklar daha sonra ısı ve ultrason ile aktive edilebilir. Bu yöntem, pahalı mikroakışkan cihazlara ihtiyaç duymadan daha dar boyut dağılımlarına sahip geleneksel yoğuşma yöntemlerinden daha büyük miktarlarda nanodroplet çözeltisi üretebilir. Dar boyutlu dağılımlara sahip nanodroplet çözeltilerinin üretimi muhtemelen daha düzgün buharlaşma eşikleri oluşturabilir. Bu, görüntüleme, ablasyon, ilaç teslimi ve embolizasyon gibi çok sayıda uygulama için potansiyellerini en üst düzeye çıkaracaktır1,3,4,6.

figure-introduction-7083
Şekil 1: Önceden biçimlendirilmiş mikrobubbles faz kaydırma nanodropletler içine yoğuşmak için yüksek basınçlı ekstrüzyon kurulumu şeması. Mikrobubble çözeltisi ekstrüder odasına eklenir ve bulunur ve azot tankından 250 psi, oda giriş vanasından uygulanır. Azot gazı, mikrobubble çözeltisini odanın tabanındaki filtreden geçirerek numuneyi nano damlacıklara yoğunlayacaktır. Çözelti sonunda numune çıkış tüpünden ekstrüder dışına itilir ve toplanır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Protokol

1. Lipid filmleri yapmak

  1. Lipitleri aşağıdaki talimatları kullanarak doğru oranda karıştırarak% 90 DSPC ve% 10 DSPE-PEG2K kullanarak mikrobubble üretimi için lipid filmleri hazırlayın:
    1. DSPC ve DSPE-PEG2K stok lipitlerini kloroform olarak yapın. Her lipit tozunun 50 mg'ını ayrı şişelerde tartın. 1 mL cam şırınna kullanarak her şişeye 1 mL kloroform ekleyin.
    2. Cam şırıngam kullanarak 20 mL scintillation şişesine 287 μL DSPC stoğu ve 113 μL DSPE-PEG2K stoğu (her ikisi de 50 mg/mL) ekleyin.
    3. Azot kullanarak kloroformu çıkarmak için karışık lipitleri kurutun. Ev nitrojenine bağlı uygun bir boru uzunluğu kullanarak, karıştırma yaparken şişenin kafa boşluğu üzerinden hafifçe azot gazı akışı. Kloroform gözlenene ve kalan lipit filmi beyazlaşmaya başlayana kadar devam edin. Polipropilen vidalı kapaklar kullanın, kafa boşluğuna azot sokulurken numuneyi örtün.
    4. Artık kloroformları çıkarmak için bir vakum kurutucu kullanarak şişeleri bir gecede vakumun altına yerleştirin. Şişenin altını kaplayan ince yarı saydam bir film kalacaktır.
    5. Şişeleri ihtiyaç duyulana kadar -20 °C'de saklayın.

2. Lipid filmlerinden mikrobubbles üretmek

  1. Mikrobubbles yapmak için, kuru bir lipid filme% 20 v / v Propilen Glikol ve% 20 v / v Gliserol (son pH 7.2-7.4) içeren 1x fosfat tampon salin (PBS) 10 mL ekleyin.
  2. Numuneyi ve ılık numuneyi bir ısıtma bloğunda (veya ısıtmalı su banyosunda) 30 dakika boyunca 65 °C'ye yeniden kaplayın.
  3. Numune ısınırken, banyo sıcaklığını 65 ° C'ye artırarak banyo sonicator'u hazırlayın.
    NOT: Banyo sonicator'a yerleştirmeden önce su mikrodalga fırında veya ocakta önceden ısıtılırsa bu işlem daha hızlıdır.
  4. Isıtılmış örneği içeren scintillation şişesini banyo sonicator'a yerleştirin, böylece şişenin sadece lipit çözeltisini içeren kısmı su banyosuna batırılır.
  5. En az 15 dakika boyunca sıcak lipid çözeltisini sonicate edin. Su sıcaklığının 65 °C'de kaldığından emin olun. Çözelti tamamen net olana kadar 10-15 dakikalık aralıklarla sonicate devam edin (Şekil 2).
    NOT: Banyo sonicator mevcut değilse, çözüm net olana kadar% 10 güçte uç sonicated olabilir. Bununla birlikte, mikro uç daha hızlı yıpranır ve değiştirilmesi daha pahalıdır.

figure-protocol-2436
Şekil 2: Hidratlı lipit filmlerinin örneği. Tek-lameller vesikles oluşturmak için banyo sonication öncesi ve (B) hidratlı lipid filmi örneği. Banyo sonikasyonundan sonra, lipid çözeltisi daha opak bir çözeltiden yarı saydam çözeltiye kaymalıdır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

  1. Hala sıcakken, kapağı çıkarın ve şişeyi sonicator'un ses geçirmez muhafazasına sıkıştırın, böylece sonicator'un mikro uç ataşmanı hava / sıvı arayüzünün hemen altına batırılır (Şekil 3).
  2. Kafeinsizoraton tankını sonicator'un ses geçirmez muhafazasının yanına yerleştirin.
  3. Bir buz banyosu hazırlayın ve ses geçirmez muhafazanın yanına yerleştirin. Bu daha sonra Adım 2.14'te kullanılacaktır.
  4. Sonicator için güç anahtarını açın.
  5. Sistem başladıktan sonra güç seviyesini %70 olarak ayarlayın. Mikro uç ataşmanı ile %70 genliği aşmayın. Sonicator'ı şu anda çalıştırmayın.
  6. DFB tank çıkışındaki gazı muhafazada tutulan sıcak lipit çözeltisine yönlendirmek için uygun bir boru uzunluğu takın. Tüp, sonikasyon sırasında gazın kafa boşluğuna akmasını sağlamak için şişenin hemen boynuna yerleştirilmelidir (Şekil 3).
  7. Lipid çözeltisi üzerinde gaz aktığı görülene kadar tank vanasını yavaşça açın. Bu, sıvının yüzeyinde hafif dalgalanmalara neden olur. Gaz akışı çok yüksekse, çözelti mikrobubble formülasyonu sırasında taşacaktır.
  8. Sonicator'ı başlatın ve mikrobubbles oluşturmak için sürekli olarak 10 s boyunca çalıştırın. Kabarcık çözeltisi sonication sırasında taşmaya başlarsa, hemen sonicator durdurun.
  9. Sonicator'ı kapatın ve DFB tank vanasını hemen kapatın.
  10. Mikrobubble çözeltisini hızla kaplayın ve numuneyi 55 °C'nin (DSPC'nin cam geçiş sıcaklığı) altında soğutmak için şişeyi buz banyosuna batırın
  11. Mikrobubble örneklerini ihtiyaç duyulana kadar buz banyosunda bırakın.

figure-protocol-4734
Şekil 3: Mikrobubble oluşumunu optimize etmek için prob ucunun lipid çözeltisine yerleştirilmesi. Probun ucunun cama temas etmesine izin vermemeye dikkat edin. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

3. Mikrobubble yoğuşması için ekstrüder hazırlama

  1. Yüksek basınçlı ekstrüderi 200 nm seramik filtre (üreticiden temin edilir) kullanarak kullanım kılavuzunda ayrıntılı olarak belirtildiği şekilde monte edin.
  2. Ekstrüderi su geçirmez bir kabın ortasına yerleştirin, böylece numune çıkış borusu yana bastırılır veya kıvrılmaz.
  3. Ekstrüderi, üretici tarafından sağlanan adaptörü kullanarak azot gazı tankına birleştirir.
  4. Ekstrüderin etrafındaki su geçirmez kapta 400 mL su ve 10 g sodyum klorür kullanarak -2 °C tuzlu buz banyosu yapın.
  5. Ekstrüde numuneyi toplamak için çıkış tüpünün ucunu bir scintillation şişesine yerleştirin.
    NOT: Tüpü düz uzanmazsa veya şişenin içinde kalmazsa, kabı bantla sabitleyin.

4. Mikrobubble yoğuşması için ekstrüderin astarlanması

  1. Ekstrüder içinde basınç olmadığından emin olmak için serbest bırakma vanasını açın ve kapatın.
  2. Oda kapağını çıkarın ve ekstrüder odasına 5 mL 1x PBS ekleyin.
  3. Kapağı, yerine güvenli bir şekilde tıklamasını sağlayarak değiştirin.
  4. Azot gazı deposunu açın, böylece basınç göstergesi 250 psi okur. Basınç kontrol vanasının kapalı konumda olduğundan emin olun.
  5. Gaz tankını kapatın ve ekstrüder odası giriş vanasını açın. PBS çözeltisi sistemden geçirilecek ve numune çıkış tüpünden scintillation şişesine itilecektir.
  6. Borudan sadece gaz çıkarken, serbest bırakma vanasını açın ve basıncın 0 psi'ye düşmesini kesin.
  7. Scintillation şişesini çıkarın.

5. Ekstrüzyon için ön soğutma mikrobubbles

  1. Ekstrüder içinde basınç olmadığından emin olmak için serbest bırakma vanasını açın ve kapatın. Çıkış tüpünün ucuna yeni bir scintillation şişesi yerleştirin.
  2. Çelik bir kabı 2 metil bütanla doldurun ve sıcaklığı -18 °C'ye düşürmek için kuru buz ekleyin.
  3. Mikrobubble çözeltisini soğutulmuş 2 metil bütan içine yerleştirin, böylece numune 2 dakika boyunca batırılır. Kabarcıkları hafifçe karıştırmak için scintillation şişesini 2 dakika boyunca hareket ettirin. -15 ile -18 °C arasındaki sıcaklığı korumak için gerektiğinde kuru buz ekleyin. -20 ° C'yi geçmemeye dikkat edin, aksi taktir çözeltisi kabarcık örneğini dondurur ve yok eder.
    NOT: Adım 5.2 ve 5.3, kabarcık örneğini laboratuvar dondurucusunda daha uzun bir süre boyunca soğutarak da yapılabilir. Bununla birlikte, dondurucunun sıcaklığını dikkatlice izlemek ve numunenin donmasını önlemek için dikkatli olunmalıdır.
  4. 2 dakika sonra, mikrobubbles soğutulmuş 2-metil bütan çıkarın, mikrobubbles karıştırmak için şişeyi hafifçe sallayın ve çözeltiyi ekstrüdere aktarmak için soğutulmuş 10 mL şırınga kullanın.
  5. Ekstrüder hazne kapağını çıkarın ve pistonu şırınganın üzerine yavaşça iterek mikrobubble çözeltisini odaya ekleyin. Ekstrüder kapağını, yerine güvenli bir şekilde tıklatılarak değiştirin.
  6. Basınç kontrol vanasının ve ekstrüderin serbest bırakma vanasının kapalı konumda olduğunu doğrulayın.
  7. Basınç göstergesi 250 psi okuyana kadar azot gazı tankını açın, gaz tankını kapatın ve basınç kontrol vanasını açık konuma getirin.
  8. Çözelti çıkış tüpünde scintillation şişesini doldurduğunda ve tüpten sadece gaz çıktığında, basınç tahliye vanasını yavaşça açın ve basıncın 0 psi'ye düşmesini kesin.
  9. Scintillation şişesini saklamak için bir buz banyosuna veya buzdolabına yerleştirin.
  10. Uzun süreli depolama ve spontan buharlaşmayı en aza indirmek için numuneyi standart bir dondurucuda saklayın. Numunenin donmasını önlemek için sıcaklığın -20 °C veya daha yüksek olduğundan emin olun (%20 PPG ve%20 Gliserol'ün eksiptif çözeltisi, numunenin çoğu laboratuvar dondurucusunda donmasını önleyecektir).

6. Damlacıkları lipozomlardan santrifüjleme ile ayırmak

  1. Ekstrüde damlacık çözeltisinin 10 mL'lik kısmını 15 mL santrifüj tüpüne aktarın.
  2. Ekstrüde numuneyi 4 °C'de 10 dakika boyunca 1.500 x g'da santrifüj edin. Tüpün dibinde DFB nanodropletlerinden oluşan bir pelet belirgin olacaktır (Şekil 4). Çözeltinin üst kısmında kendiliğinden buharlaşan damlacıklar görünecektir ve atılmalıdır.

figure-protocol-9557
Şekil 4: Santrifüjlemeden sonra faz kaydırmalı DFB damlacıklarının peletleme örneği. DFB nanodroplets lipozomlardan daha yoğundur ve santrifüj tüpünün dibinde bir pelet (kırmızı kutu) içinde toplanır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

  1. Süpernatant çıkarın ve peleti% 20 gliserol ve% 20 propilen glikol ile 2 mL 1x PBS'de yeniden atın.
  2. Homojen bir çözelti elde etmek için tüpü hafifçe karıştırın ve damlacıkları daha küçük bir 2 mL santrifüj tüpüne aktarın.
  3. Numuneyi 2 mL santrifüj tüpünde iki kez daha yıkayın.
  4. Son yıkamadan sonra, peleti% 20 gliserol ve% 20 propilen glikol ile 100 μL 1x PBS'de yeniden depolayın ve ihtiyaç duyulana kadar buzda veya dondurucuda saklayın.

7. Damlacık buharlaşmasının mikroskopi doğrulaması

  1. 7,5 μl 1x PBS'ye 2,5 μl konsantre damlacık ekleyerek seyreltilmiş bir damlacık çözeltisi yapın.
  2. Seyreltilmiş numunenin 10 μl ile bir mikroskop slaytı hazırlayın. 40x hedefi kullanarak örneği gözlemleyin ve görüntüleri kaydedin.
  3. Slaytı mikroskoptan çıkarın ve nano damlacıkları mikrobubbles içine buharlaştırmak için 1 dakika boyunca 65 °C ısı plakasına yerleştirin.
  4. Damlacık buharlaşmasını doğrulamak için ısıttıktan sonra numuneyi gözlemlemek için aynı 40x hedefini kullanın.

Sonuçlar

Boyut dağılımının temsili sonuçları, dinamik ışık saçılımı (DLS) ve ayarlanabilir dirençli darbe algılama (TRSP) analizi kullanılarak dahil edilir. Şekil 5 , ekstrüzyonlu ve ekstrüzyonsuz yoğun kabarcık çözeltilerinin boyut dağılımını göstermektedir. Ekstrüzyon olmadan, protokol 5.3 adımda sona erer. Soğutulmuş kabarcıklar, numunenin soğukken atmosferik basınca boşaltarak yoğunlaşır. Yoğunlaştırılmış sadece numune 400 nm'ye yakın ortalanmış ?...

Tartışmalar

Vivo görüntüleme ve tedavi için mikrobubbles ve faz kaydırma damlacıklarının formülasyon, fizik ve potansiyel uygulamalarını tartışan kapsamlı bir literatür gövdesi mevcuttur. Bu tartışma açıkça lipid mikrobubbles üretmek ve düşük kaynama noktası DFB gaz ve yüksek basınç ekstrüzyon kullanarak mikron altı faz kaydırma damlacıkları dönüştürmekle ilgili. Burada özetlenen yöntem, önceki mikrobubble yoğuşma yöntemlerini tek bir adımda damlacık ekstrüzyonu ile birleştirerek büy?...

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

Dr. Ken Hoyt'un laboratuvarındaki Dominique James'e buharlaştırılabilir faz kaydırma nanodropletlerinin TRSP analizini sağladığı için teşekkür ederiz.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
15 mL Centrifuge TubesFalcon352095Collecting and centrifuging droplets
200 nm polycarbonate filterWhatman110606Extruder filters
2-methylbutaneFisher Chemical03551-4Rapid precooling of microbubble solution prior to extrusion
3-prong clamps X2Fisher02-217-002Holding scintilation vials in place for probe tip sonication
400W Analog Probe Tip Sonicator with HornBranson101-063-198RUsed to generate lipid microbubbles from lipid solution
Bath SonicatorFisher Scientific15337402Used to help breakdown liposomes into unilamellar vesicles
ChloroformFisher BioreagentsC298-4Used to make lipid film for microbubble preperation
Decafluorobutane (Perfluorobutane) GasFluoroMed L.P.1 kggenerating microbubbles via probe tip sonication
Dry Ice--Rapid precooling of microbubble solution prior to extrusion
DSPC Lipid PowderNOF AmericaCOATSOME MC-8080Component of lipid film
DSPE-PEG-2K Lipid PowderNOF AmericaSUNBRIGHT DSPE-020CNComponent of lipid film
General Thermometer--Used to measure ice bath temperature and 2-methylbutane temperature ( needs to accommodate -20C temperatures)
Glass SyringesHamilton81139Used to mix lipids in chloroform
GlycerolFisher BioreagentsBP229-1Reduces freezing temperature of PBS solution
Heating BlockVWR Scientific ProductsHeating lipid films and vaporizing droplets
Lipex 10 mL ExtruderEvonikCommercial high-pressure extrusion system
Mini Vortex MixerFisher brand14-955-151Used to remove excess chloroform from lipid films
Nitrogen Tank--Used to operate extruder
Phosphate Buffer SalineFisher ScientificHydrate lipid films and washing droplets
Polyester Drain DiskWhatman230600Provides support for polycarbonate filter
Polypropylene CapsFisher Scientific298417Used for solution storage
Propylene GlycolFisher ChemicalP355-1Reduces freezing temperature of PBS solution
Scintiliation VialsDWK Life Sciences Wheaton986532Used for lipid films and microbubble generation
Small hammer--Used to break apart dry ice for cooling methylbutane
Sonicator Microtip AttachmentBranson101148070Used to generate microbubbles from lipid solution
Steel ContainerMedegen79310Rapid precooling of microbubble solution prior to extrusion ( any container rated to -20C will work)
Vacuume DessicatorBel-Art SP Scienceware08-648-100Removes excess chloroform from lipid films
2mL Centrifuge TubeFisher02682004Used for concentrating nanodroplets

Referanslar

  1. Sirsi, S., Borden, M. Microbubble compositions, properties and biomedical applications. Bubble Science Engineering and Technology. 1 (1-2), 3-17 (2009).
  2. Sheeran, P. S., Dayton, P. A. Phase-change contrast agents for imaging and therapy. Current Pharmaceutical Design. 18 (15), 2152-2165 (2012).
  3. Mountford, P. A., Smith, W. S., Borden, M. A. Fluorocarbon nanodrops as acoustic temperature probes. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 31 (39), 10656-10663 (2015).
  4. Mountford, P. A., Thomas, A. N., Borden, M. A. Thermal activation of superheated lipid-coated perfluorocarbon drops. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 31 (16), 4627-4634 (2015).
  5. Sheeran, P. S., Luois, S., Dayton, P. A., Matsunaga, T. O. Formulation and acoustic studies of a new phase-shift agent for diagnostic and therapeutic ultrasound. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 27 (17), 10412-10420 (2011).
  6. Sheeran, P. S., Dayton, P. A. Improving the performance of phase-change perfluorocarbon droplets for medical ultrasonography: current progress, challenges, and prospects. Scientifica. 2014, 579684 (2014).
  7. Sheeran, P. S., et al. Methods of generating submicrometer phase-shift perfluorocarbon droplets for applications in medical ultrasonography. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 64 (1), 252-263 (2017).
  8. Sheeran, P. S., et al. Decafluorobutane as a phase-change contrast agent for low-energy extravascular ultrasonic imaging. Ultrasound in Medicine & Biology. 37 (9), 1518-1530 (2011).
  9. de Gracia Lux, C., et al. Novel method for the formation of monodisperse superheated perfluorocarbon nanodroplets as activatable ultrasound contrast agents. RSC Advances. 7 (77), 48561-48568 (2017).
  10. Mountford, P. A., Sirsi, S. R., Borden, M. A. Condensation phase diagrams for lipid-coated perfluorobutane microbubbles. Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 30 (21), 6209-6218 (2014).
  11. Feshitan, J. A., Chen, C. C., Kwan, J. J., Borden, M. A. Microbubble size isolation by differential centrifugation. Journal of Colloid and Interface Science. 329 (2), 316-324 (2009).
  12. Wu, S. -. Y., et al. Focused ultrasound-facilitated brain drug delivery using optimized nanodroplets: vaporization efficiency dictates large molecular delivery. Physics in Medicine and Biology. 63 (3), 035002 (2018).
  13. Li, D. S., et al. Spontaneous Nucleation of stable perfluorocarbon emulsions for ultrasound contrast agents. Nano Letters. 19 (1), 173-181 (2019).
  14. Sheeran, P. S., Luois, S. H., Mullin, L. B., Matsunaga, T. O., Dayton, P. A. Design of ultrasonically-activatable nanoparticles using low boiling point perfluorocarbons. Biomaterials. 33 (11), 3262-3269 (2012).
  15. Kawabata, K., Sugita, N., Yoshikawa, H., Azuma, T., Umemura, S. Nanoparticles with multiple perfluorocarbons for controllable ultrasonically induced phase shifting. Japanese Journal of Applied Physics. 44 (6), 4548-4552 (2005).
  16. Shakya, G., et al. Vaporizable endoskeletal droplets via tunable interfacial melting transitions. Science Advances. 6 (14), 7188 (2020).
  17. Kopechek, J. A., Zhang, P., Burgess, M. T., Porter, T. M. Synthesis of phase-shift nanoemulsions with narrow size distributions for acoustic droplet vaporization and bubble-enhanced ultrasound-mediated ablation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (67), e4308 (2012).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

Biyom hendislikSay 169ultrason kontrast maddesimikrobubblesbuharla t r labilir nanodropletlerfaz kayd rma damlac klard k kaynama noktasperflorokarbondecafluorobutaney ksek bas n l ekstr zyon

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır