Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81601608) ve NUPTSF (NY216024) tarafından desteklendi.

Tüm hayvan deneyleri OG İlaç'ın Hayvan Bakımı ve Laboratuvar Hayvanlarının Kullanımına ilişkin kılavuzları ile onaylanan protokollere uygun olarak gerçek gerçekleştirildi. Protokoller, OG İlaç'ın laboratuvar hayvanları için Etik Kurulu yönergelerine uydu.
1. Nanopartikül kabuklu mikrobubbles (NSMs) sentezi
<ol><li>Manyetik nanopartikülleri (Fe3O4, demir oksit) deiyonize suda dağıtarak 10 mg/mL stok çözeltisi oluşturur.</li>
	<li>İYONP çözeltisini içeren tüpü 20 dakika boyunca ultrasonik bir temizleme makinesine yerleştirin. Kullanmadan önce düzgün dağılmış bir IONP çözümü edinin.</li>
	<li>Adım 1.1'den 150 μL deiyonize su, 150 μL 10 mM sodyum dodecyl sülfat (SDS) ve 400 μL IONP stok çözeltisi ekleyin. 1,5 mL santrifüj tüpünde.</li>
	<li>Homojenizatörleri buz banyosunda bir iskele ile sabitle.</li>
	<li>Karışımın tüpünü bir buz banyosuna yerleştirin ve homojenizatör probunu karışım çözeltisine daldırılacak şekilde tam olarak konumlandırın.</li>
	<li>Homojenizatör hızını 20.000 rpm'ye ayarlayın ve homojenizatöre 3 dakika açın.</li>
	<li>Homojenizozu kapatın ve tüpü buz banyosundan çıkarın.</li>
	<li>Tüpü oda sıcaklığında 12 saat stabilizasyon için tüp rafı için yerleştirin.</li>
	<li>Elde edilen NSM'leri bir mıknatısla tüp duvarına adsorbe edin ve süpernatantı çıkarın. Daha sonra 1 mL taze deiyonize su ile yenilenin.</li>
	<li>Yıkama işlemini üç kez tekrarlayın ve NSM'leri 1 mL taze damıtılmış suda yeniden askıya alın.</li>
	<li>Hafifçe sallayarak 10 μL NSM süspansiyonu temiz bir cam kaydırağa aktarın.</li>
	<li>NSMs morfolojisini görselleştirmek için 20x büyütmede floresan mikroskop kullanın. Rastgele alanda fotoğraf çektiğiden emin olun.</li>
	<li>Açık erişimli Nano Measurer 1.2 yazılımı kullanarak fotoğraflardan NSM'lerin çapını ölçün. En az 200 mikrobubble say.<ol>
<li>İşlenecek görüntü dosyasını seçmek için "Dosya" ve "Aç" ı tıklatın. Görüntü alındıktan sonra , "cetvel" tuşuna basın. Cetvelle aynı uzunluğa sahip kırmızı bir çizgi çizin.</li>
		<li>Ardından "Ayarlar" | "Cetvel" ve cetvelin uzunluğunu girin. Görüntüdeki tek tek mikrobubbles çaplarıyla aynı uzunluklarda çizgiler çizin. Tüm ölçümleri tamamlayın, ardından "Rapor" | " Raporu Görüntüle".</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. NSM'lerin akustik tepkisi
<ol><li>200 μL NSM'leri 800 μL deiyonize su ile seyreltin, ardından stok çözeltisi oluşturmak için 1,5 mL santrifüj tüpüne aktarın.</li>
	<li>Fonksiyon jeneratörünü, amplifikatörü, empedans eşleştirmesini ve ev yapımı odaklı dönüştürücüsü bağlayın. Dönüştürücüsü yapay küboid lavabonun altındaki ortaya yerleştirin ve çıkış ultrason yoğunluğunu izlemek için hidrofon bir osiloskopla bağlayın (Şekil 1). Dönüştürücüye daldırmak için lavaboya deiyonize su ekleyin.</li>
	<li>Fonksiyon jeneratörünü süpürme moduna ayarlayın, frekans aralığını 10 kHz ile 900 kHz arasında ayarlayın ve genliği 20 Vpp'ye (Voltaj tepe noktası) ayarlayın. Ultrasonun gücünü amplifikatör tarafından% 0.1'e ayarlayın. Her döngünün süresi 1 s zaman aralığı ile 4 s'dir.</li>
	<li>Tüpte 1 mL NSM stok çözeltisi örnekleri hazırlayın ve tüpü ev yapımı odaklanmış dönüştürücünün üzerine bir iskele ile sabitleyin. Mıknatısı tüpün altına takın ve NSM'leri çekin.</li>
	<li>Fonksiyon jeneratörünün ve amplifikatörün gücünü açın. 5 döngü (25 s) ultrason uygulamasından sonra fonksiyon jeneratörünü kapatın. Mıknatısı çıkarın ve serbest bırakılan İYONP'leri içeren çözeltinin 1 mL'lik kısmını toplayın. Santrifüj tüpüne 1 mL deiyonize su ekleyin.</li>
	<li>2.5. tüpteki NSM'ler tamamen çökene kadar.</li>
	<li>Daha önce açıklandığı gibi endüktif olarak birleştirilmiş plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES) ile serbest bırakılan tüm UYONP'leriölçün.</li>
</ol>3. NSM'lerin optik tepkisi
NOT: Bu çalışmada, 808 nm lazer gücü içeren bir lazer sistemi ve daha önce Xu ve ark. tarafından tanımlanan kızılötesi termal görüntüleme kamerası20.
<ol><li>Lazer sistemi hazırlama<ol>
<li>Lazerin güç kaynağını açın ve birkaç dakika ısınmasını bekleyin. Bir retort standında fiber bağlantılı 808 nm lazer diyot sabitle.</li>
		<li>Lazer ışınını optik fiber aracılığıyla numune aşamasına yönlendirin ve dışbükey bir lensle 6 mm ışık noktası (çap) elde etmek için numune aşamasına odaklanın.</li>
		<li>Güç çıkışını bir lazer güç ölçerle ölçün ve gücü 1 W/cm2'yeayarlayın.</li>
		<li>Tripoddaki kızılötesi termal görüntüleme kamerasını sabitle. Kamerayı açın ve çalışıp çalışmadığını kontrol edin (örneğin, odaklanmış ilgi alanı (YATıRıMG) sıcaklığını izleyin). Güç kaynağını ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını kapatın.</li>
	</ol></li>
	<li>Sulu çözeltide fototermal ölçüm<ol>
<li>1 mL'lik numuneyi farklı İYONP konsantrasyonunda (1,05 mg/mL, 1,35 mg/mL, 3,65 mg/mL, 5 mg/mL) 1,5 mL santrifüj tüpünde hazırlayın.</li>
		<li>İlgi tüpünü lazer ışınının odaklanmış bölgesine yerleştirin ve numunenin taban çizgisi sıcaklığını kaydedin.</li>
		<li>Lazer gücünü ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın ve numuneyi sürekli olarak 10 dakika ışınlayın. Aynı zamanda, sıcaklığı gerçek zamanlı olarak kaydedin.</li>
		<li>10 dakikalık ışınlamadan sonra lazer gücünü ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını kapatın. Bölgenin sıcaklığının taban çizgisine dönmesini bekleyin.</li>
		<li>Diğer numunelerin ölçümü için 3.2.2 ile 3.2.4 arasında tekrarlayın. NOT: Fototermal ölçüm için kontrol olarak 20 °C'de deiyonize su kullanın.</li>
	</ol></li>
	<li>Kültürlü hücrelerde fototermal ölçüm NOT: Murine meme kanseri hücreleri (4T1) fototermal tedavi ile inhibisyon etkisini araştırmak için bir model olarak seçilmiştir.<ol>
<li>Hücreleri % 10 fetal sığır serumu (FBS) ve% 1 penisilin ile desteklenmiş Roswell Park Memorial Institute-1640 (RPMI-1640) ortamı ile besleyin. Kült ortamı 37 °C ve %5 CO 2 olarakayarlayın.</li>
		<li>T25 şişelerindeki Kültür 4T1 hücreleri ve %90 izdihama ulaşıldığında hücreleri 1:2 oranında geçiştirin. NOT: Alt kültür oranı farklı laboratuvarlardaki özel hücre koşullarına göre ayarlanabilir.</li>
		<li>Kültür ortamını kaldırın ve atın. Tripsin inhibitörü içeren artık serumu çıkarmak için hücre tabakasını 1x PBS çözeltisi ile durulayın.</li>
		<li>Müfreze için şişeye 2 mL Trypsin-EDTA çözeltisi (%0,25) ekleyin. Daha sonra 3 mL 1640 orta ekleyin ve hafifçe pipetleme yaparak hücreleri aspire edin.</li>
		<li>5 mL hücre süspansiyonu ve santrifüjü 3 dakika boyunca 500 x g'da toplayın.</li>
		<li>Üstnatanı çıkarın ve bir hücre süspansiyonu oluşturmak için 1 mL taze 1640 ortam ekleyin.</li>
		<li>Kültür ortamının 1 mL'lik kısmını içeren bir konfokal kabın içine 100 μL hücre süspansiyonu ekleyin. Hücre süspansiyon konsantrasyonunun 9 x 105/mL olduğundan ve hücre kültürü konfokal çanağındaki son hücre konsantrasyonunun 8,1 x 104/mL olduğundan emin olun.</li>
		<li>Aşılanmış hücre kültürü konfokal kabını 24 saat boyunca bir inkübatöre yerleştirin.</li>
		<li>Serumsuz 1640 ortam ile 1 mL çözelti yapmak için İYONP örneğinin farklı konsantrasyonunu (1.05 mg/mL, 1.35 mg/mL, 3.65 mg/mL, 5 mg/mL) seyreltin.</li>
		<li>Kültür ortamını konfokal tabaktan emiş ve hazırlanan numune çözeltisini ekleyin.</li>
		<li>Lazer gücünü aç. Lazer ışınını çanağın ortasına odaklayın ve çıkış gücünü 1 W/cm2'yeayarlayın. Kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın, konfokal çanaktaki hücreleri sürekli olarak 10 dakika ışınlayın. Odaklanmış bölge için sıcaklığı gerçek zamanlı olarak kaydedin.</li>
		<li>Lazer ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını kapatın. Işınlanmış çanağı 24 saat daha inkübatöre aktarın.</li>
		<li>Kültür ortamını çıkarın ve atın, konfokal yemeğe 1 mL taze kültür ortamı ekleyin. Yemeğe 5 μL Calcein-AM çözeltisi (1 mg/mL) ekleyin.</li>
		<li>Konfokal kabı 37 °C'de ve %5 CO2'de 15 dakika kuluçkaya yatırın. Hücre katmanını 1x PBS çözeltisi ile iki kez durulayın.</li>
		<li>Hücreleri 488 nm'lik bir eksitasyon dalga boyu ve 500-540 nm emisyon dalga boyu ile konfokal floresan mikroskopla gözlemleyin ve görüntüleyin.</li>
		<li>Konfokal görüntülerde rastgele 5 alan seçin ve her alandaki canlı 4T1 hücrelerinin sayısını manuel olarak sayın. Tüm deney gruplarındaki canlı hücre sayısını kontrol grubu ile karşılaştırarak 4T1 hücrelerinin canlılığını ölçün. NOT: Fototermal ölçü için kontrol olarak 20 °C'de serumsuz 1640 ortamını kullanın. Lazer ışınlama olmadan örneği hücre canlılığı kontrol grubu olarak kullanın.</li>
	</ol></li>
	<li>Vivo'da fototermal ölçüm<ol>
<li>Ortalama ağırlığı 25 ± 2 g olan 8 haftalık ICR erkek farelerden 3'üni hazırlayın.</li>
		<li>20 mL deiyonize suya 2 g jelatin tozu ekleyin. Çözeltiyi 40 - 50 ° C'ye ısıtın, şeffaf ve net bir çözelti oluşturmak için jelatin jelini tamamen çözün.</li>
		<li>Çözeltiye 3.4.2'den 100 mg İYONP ekleyin.</li>
		<li>Jeli 40 – 50 ° C'ye ısıtın, hemen farenin sağ meme yastığına jelatin çözeltisinin 500 μL'sini enjekte edin.</li>
		<li>Lazer gücünü açın ve lazer ışınını ilgi alanına odakla (farelerin sağ göğüs pedi). Çıkış gücünü 1 W/cm2'ye ayarlayın. Kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın, ilgi bölgesini sürekli olarak 10 dakika ışınlayın. İlgi bölgesinin sıcaklığını gerçek zamanlı olarak kaydedin.</li>
		<li>Lazer ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını kapatın.</li>
		<li>Fareleri CO2 boğulma ve boyun omur çıkığı veya Enstitünün hayvan araştırma komitesi tarafından onaylanan herhangi bir yöntemle ötenazi.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Manyetik hipertermi ölçümü
NOT: Burada, daha önce Wu ve arkadaşları tarafından tanımlanan manyetik bir hipertermi sistemi kullanılmaktadır (21).
<ol><li>Manyetik hipertermi sistemi hazırlayın, alternatif bir manyetik alan (AFM) jeneratörü ve kızılötesi termal görüntüleme kamerası içerir.<ol>
<li>Soğutucuyu 10 dakika açın ve ardından orta derecede radyo frekansı ısıtma makinesini (örneğin AFM jeneratörü) açın.</li>
		<li>Makinenin parametrelerini aşağıdaki gibi ayarlayın: frekans (f) = 415 kHz, manyetik alan yoğunluğu = 1,8 kA/m.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sulu çözeltide manyetik hipertermi ölçümü<ol>
<li>Numunenin 1 mL'lik kısmını 1,5 mL'lik santrifüj tüpünde farklı İYONP konsantrasyonunda (1,05 mg/mL, 1,35 mg/mL, 3,65 mg/mL, 5 mg/mL) hazırlayın.</li>
		<li>Tüpü su soğutmalı manyetik indüksiyon bakır bobinin ortasına yerleştirin.</li>
		<li>Alternatif manyetik alanı (AFM) ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın. Numuneyi sürekli olarak 10 dakika boyunca indükle ve sıcaklığı gerçek zamanlı olarak kaydedin. NOT: Fotoğraf makinesi, numunenin kesitsel görünümünü sağlayan numunenin üst kısmında bulunur.</li>
		<li>AFM'yi ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını kapatın. Bakır bobinin sıcaklığının 10 dakika boyunca taban çizgisine geri gelmesini bekleyin. NOT: Yüksek sıcaklığa dikkat edin, ellerle doğrudan temastan kaçının ve numuneleri çıkarmadan önce soğumayı bekleyin.</li>
		<li>Diğer numunelerin ölçümü için 4.2.2 ile 4.2.4'i tekrarlayın.</li>
		<li>Orta derecede radyo frekanslı ısıtma makinesini (AFM) ve soğutucuyu kapatın. NOT: Manyetik hipertermi ölçümü için kontrol olarak 20 °C'deki deiyonize suyu kullanın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Vivo manyetik hipertermi ölçümü<ol>
<li>Ortalama ağırlığı 25 ± 2 g olan 8 haftalık ICR erkek farelerden 3'üni hazırlayın.</li>
		<li>5 mg/mL İYONP çözeltisi içeren % 10 jelatin jelin 20 mL'sini hazırlayın.</li>
		<li>Jelatin jelini 40 - 50 ° C'ye ısıtın, hemen hayvanın sağ meme yastığına jelatin çözeltisinin 500 μL'sini enjekte edin. NOT: Manyetik kaynaklı hipertermi deneyleri, in vitro test ile aynı parametreler kullanılarak ısıtma makinesi ile gerçek yapılmıştır.</li>
		<li>Alternatif manyetik alanı (AFM) ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın. Farelerin sağ göğüs pedini su soğutmalı manyetik indüksiyon bakır bobinin ortasına yerleştirin.</li>
		<li>Kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın, ilgi bölgesini (farelerin sağ meme pedi) 10 dakika boyunca sürekli görüntüleyin ve ilgi bölgesinin sıcaklığını gerçek zamanlı olarak kaydedin.</li>
		<li>10 dakikalık indüksiyondan sonra makinenin ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasının güç anahtarını kapatın. Bakır bobinin sıcaklığının 10 dakika boyunca taban çizgisine dönmesini bekleyin.</li>
		<li>Diğer numunelerin ölçümü için 4.3.4 ile 4.3.6'yı tekrarlayın.</li>
		<li>Orta derecede radyo frekanslı ısıtma makinesini (AFM) ve soğutucuyu kapatın. NOT: Yüksek sıcaklığa dikkat edin, ellerle doğrudan temastan kaçının ve numuneleri çıkarmadan önce soğumayı bekleyin.</li>
		<li>Fareleri CO2 boğulma ve boyun omur çıkığı veya Enstitünün hayvan araştırma komitesi tarafından onaylanan herhangi bir yöntemle ötenazi.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kievit, F. M., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+nanotheranostics:+improving+imaging+and+therapy+by+targeted+delivery+across+biological+barriers.">Cancer nanotheranostics: improving imaging and therapy by targeted delivery across biological barriers.</a> Advanced Materials. 23 (36), 217-247 (2011).</li><li>Wu, 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=Fe3O4-Based+Multifunctional+Nanospheres+for+Amplified+Magnetic+Targeting+Photothermal+Therapy+and+Fenton+Reaction.">Fe3O4-Based Multifunctional Nanospheres for Amplified Magnetic Targeting Photothermal Therapy and Fenton Reaction.</a> ACS Biomaterials Science &amp; Engineering. 5 (2), 1045-1056 (2018).</li><li>Thorat, N. D., 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=Physically+stimulated+nanotheranostics+for+next+generation+cancer+therapy:+Focus+on+magnetic+and+light+stimulations.">Physically stimulated nanotheranostics for next generation cancer therapy: Focus on magnetic and light stimulations.</a> Applied Physics Reviews. 6 (4), 041306 (2019).</li><li>Sun, Q., Zhou, Z., Qiu, N., Shen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+Cancer+Nanomedicine:+Nanoproperty+Integration+and+Synchronization.">Design of Cancer Nanomedicine: Nanoproperty Integration and Synchronization.</a> Advanced Materials. 29 (14), 1606628 (2017).</li><li>Minchinton, A. I., Tannock, I. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+penetration+in+solid+tumours.">Drug penetration in solid tumours.</a> Nature Reviews Cancer. 6 (8), 583-592 (2006).</li><li>Anchordoquy, T. 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=Mechanisms+and+Barriers+in+Cancer+Nanomedicine:+Addressing+Challenges,+Looking+for+Solutions.">Mechanisms and Barriers in Cancer Nanomedicine: Addressing Challenges, Looking for Solutions.</a> ACS Nano. 11 (1), 12-18 (2017).</li><li>Cazares-Cortes, 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=Recent+insights+in+magnetic+hyperthermia:+From+the+"hot-spot"+effect+for+local+delivery+to+combined+magneto-photo-thermia+using+magneto-plasmonic+hybrids.">Recent insights in magnetic hyperthermia: From the "hot-spot" effect for local delivery to combined magneto-photo-thermia using magneto-plasmonic hybrids.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 138, 233-246 (2019).</li><li>Espinosa, 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=of+Iron+Oxide+Nanoparticles+in+Cancer+Therapy:+Amplification+of+Heating+Efficiency+by+Magnetic+Hyperthermia+and+Photothermal+Bimodal+Treatment.">of Iron Oxide Nanoparticles in Cancer Therapy: Amplification of Heating Efficiency by Magnetic Hyperthermia and Photothermal Bimodal Treatment.</a> ACS Nano. 10 (2), 2436-2446 (2016).</li><li>Rastinehad, A. R., 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=Gold+nanoshell-localized+photothermal+ablation+of+prostate+tumors+in+a+clinical+pilot+device+study.">Gold nanoshell-localized photothermal ablation of prostate tumors in a clinical pilot device study.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (37), 18590-18596 (2019).</li><li>Sharma, S. K., Shrivastava, N., Rossi, F., Tung, L. D., Thanh, N. T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticles-based+magnetic+and+photo+induced+hyperthermia+for+cancer+treatment.">Nanoparticles-based magnetic and photo induced hyperthermia for cancer treatment.</a> Nano Today. 29, 100795 (2019).</li><li>Das, R., Rinaldi-Montes, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Boosted+Hyperthermia+Therapy+by+Combined+AC+Magnetic+and+Photothermal+Exposures+in+Ag/Fe3O4+Nanoflowers.">Boosted Hyperthermia Therapy by Combined AC Magnetic and Photothermal Exposures in Ag/Fe3O4 Nanoflowers.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 8 (38), 25162-25169 (2016).</li><li>Yang, Y., 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=1D+Coordination+Polymer+Nanofibers+for+Low-Temperature+Photothermal+Therapy.">1D Coordination Polymer Nanofibers for Low-Temperature Photothermal Therapy.</a> Advanced Materials. 29 (40), 1703588 (2017).</li><li>Curcio, 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=Iron+Oxide+Nanoflowers+CuS+Hybrids+for+Cancer+Tri-Therapy:+Interplay+of+Photothermal+Therapy,+Magnetic+Hyperthermia+and+Photodynamic+Therapy.">Iron Oxide Nanoflowers CuS Hybrids for Cancer Tri-Therapy: Interplay of Photothermal Therapy, Magnetic Hyperthermia and Photodynamic Therapy.</a> Theranostics. 9 (5), 1288-1302 (2019).</li><li>Espinosa, 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=Hyper)Thermia+or+Photothermia?+Progressive+Comparison+of+Iron+Oxide+and+Gold+Nanoparticles+Heating+in+Water,+in+Cells,+and+In+Vivo.">Hyper)Thermia or Photothermia? Progressive Comparison of Iron Oxide and Gold Nanoparticles Heating in Water, in Cells, and In Vivo.</a> Advanced Functional Materials. 28 (37), 1803660 (2018).</li><li>Xu, C., 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=Magnetic+Hyperthermia+Ablation+of+Tumors+Using+Injectable+Fe(3)O(4)/Calcium+Phosphate+Cement.">Magnetic Hyperthermia Ablation of Tumors Using Injectable Fe(3)O(4)/Calcium Phosphate Cement.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 7 (3), 13866-13875 (2015).</li><li>Wilhelm, S., 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=Analysis+of+nanoparticle+delivery+to+tumours.">Analysis of nanoparticle delivery to tumours.</a> Nature Reviews Materials. 1, 16014 (2016).</li><li>Chen, H., Zhang, W., Zhu, G., Xie, J., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rethinking+cancer+nanotheranostics.">Rethinking cancer nanotheranostics.</a> Nature Reviews Materials. 2, (2017).</li><li>Rapoport, N. Y., Kennedy, A. M., Shea, J. E., Scaife, C. L., Nam, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+and+targeted+tumor+chemotherapy+by+ultrasound-activated+nanoemulsions/microbubbles.">Controlled and targeted tumor chemotherapy by ultrasound-activated nanoemulsions/microbubbles.</a> Journal of Controlled Release : The Official Journal of the Controlled Release Society. 138 (3), 268-276 (2009).</li><li>Gao, Y., 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=Controlled+nanoparticle+release+from+stable+magnetic+microbubble+oscillations.">Controlled nanoparticle release from stable magnetic microbubble oscillations.</a> NPG Asia Materials. 8 (4), 260 (2016).</li><li>Bao, B., 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=Mussel-inspired+functionalization+of+semiconducting+polymer+nanoparticles+for+amplified+photoacoustic+imaging+and+photothermal+therapy.">Mussel-inspired functionalization of semiconducting polymer nanoparticles for amplified photoacoustic imaging and photothermal therapy.</a> Nanoscale. 11 (31), 14727-14733 (2019).</li><li>Wu, 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=Enhanced+Tumor+Synergistic+Therapy+by+Injectable+Magnetic+Hydrogel+Mediated+Generation+of+Hyperthermia+and+Highly+Toxic+Reactive+Oxygen+Species.">Enhanced Tumor Synergistic Therapy by Injectable Magnetic Hydrogel Mediated Generation of Hyperthermia and Highly Toxic Reactive Oxygen Species.</a> ACS Nano. 13 (12), 14013-14023 (2019).</li><li>Alzaraa, 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=Targeted+microbubbles+in+the+experimental+and+clinical+setting.">Targeted microbubbles in the experimental and clinical setting.</a> American Journal of Surgery. 204 (3), 355-366 (2012).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Burada, demir oksit nanopartikül kabuklu mikrobubbles (NSM' ler) kendi kendine montaj yoluyla, manyetik, akustik ve optik yanıt hızını tek bir nanoterapötik platformda sinerjik hale getirdik. İYONP'ler, hedefleme için harici manyetik alan tarafından kontrol edilebilen manyetik bir kabuk oluşturmak için hava çekirdeğinin etrafına yoğun bir şekilde paketlenmiştir. Teslim edildikten sonra, İYONP'lerin salınımı ultrason tetikleyicisi ile elde edilebilir. Serbest bırakılan UYONP'lar, PTT ve MHT için he...

Kanser, dünya çapında her yıl milyonlarca ölüme ve büyük ekonomik kayıplara neden olan en ölümcül hastalıklardan biridir1. Kliniklerde, cerrahi rezeksiyon, radyoterapi ve kemoterapi gibi geleneksel antikanser tedavileri hala tatmin edici bir terapötik etkinlik sağlayamamaktadır2. Bu tedavilerin sınırlamaları yüksek toksik yan etkiler, yüksek nüks oranı ve yüksek metastaz oranı3'tür. Örneğin, kemoterapi kemoterapi ilaçlarının tümör bölgesine tam olarak düşük doğum verimliliğinden muzdariptir4. İlaçların hücre dışı matris ve yüksek tümör geçiş sıvısı basıncı da dahil olmak üzere biyolojik bariyerler boyunca tümör dokusunun derinliklerine nüfuz edememesi de düşük terapötik etkinlikten sorumludur5. Ayrıca tümör direnci genellikle tek kemoterapi ile tedavi gören hastalarda olur6. Bu nedenle fototermal tedavi (PTT) ve manyetik hipertermi tedavisi (MHT) gibi tümörün termal ablasyonunun meydana geldiği teknikler tümör direncini azaltmak için umut verici sonuçlar vermiş ve klinik çalışmalarda ortaya çıkmaktadır7,8,9.
PTT, lazer enerjisinin ışınlanması altında fototermal dönüşüm ajanlarının etkisiyle kanser hücrelerinin termal ablasyonunu tetikler. Üretilen yüksek sıcaklık (50 °C'nin üzerinde) tam hücre nekrozuna neden olur10. Çok yakın zamanda, demir oksit nanopartiküllerinin (İYONP'ler) yakın kızılötesi (NIR) ışık11ile etkinleştirilebilen bir fototermal dönüşüm ajanı olduğu gösterilmiştir.  Yakın kızılötesi bölgedeki düşük azı dişi emilim katsayısına rağmen, İYONP'ler düşük sıcaklık (43 °C) fototermal tedavi, normal dokulara ısı maruziyetinin neden olduğu hasarı azaltmak ve tümör metastazına karşı antitümör bağışıklığı başlatmak için modifiye bir tedavi için adaydır12. PTT'nin sınırlamalarından biri lazerin düşük penetrasyon derinliğidir. Derin oturmuş tümörler için manyetik hipertermi olarak da adlandırılan demir oksit nanopartiküllerinin alternatif manyetik alan (AFM) kaynaklı ısıtılması PTT13,14için alternatif bir tedavidir. MHT'nin ana avantajı manyetik alanın yüksek penetrasyonudur15. Bununla birlikte, gerekli nispeten yüksek İYONP konsantrasyonu klinik uygulaması için önemli bir dezavantaj olmaya devam etmektedir. Hayvanlarda katı tümörlere nanotıpların (veya nanopartiküllerin) doğum verimliliği, dolaşım, birikim ve penetrasyon dahil olmak üzere bir dizi engel nedeniyle%1-10olmuştur 16,17. Bu nedenle, yüksek doku penetrasyonu elde etme yeteneğine sahip kontrollü ve hedefli bir İYONP doğum stratejisi kanser tedavisinde büyük ilgi çekmaktadır.
Ultrason aracılı nanopartikül iletimi, mikrobubble kavitasyon18,19adı verilen fenomen nedeniyle nanopartiküllerin tümör dokusunun derinliklerine nüfuz etmesini kolaylaştırma yeteneğini göstermiştir. Bu çalışmada, İYONP'leri kabuklu mikrobubbles (NSM' ler) kendi kendine montaj yoluyla üreterek manyetik, akustik ve optik yanıt hızını tek bir nanoterapötik platformda sinerji haline geliyoruz. NSM, yaklaşık 5,4 μm çapında bir hava çekirdeği ve demir oksit nanopartikülleri kabuğu içerir. NSM'ler manyetik olarak tümör bölgesine yönlendirilebilir. Daha sonra IYONP'lerin salınımı, mikrobubble kavitasyon ve mikroaksiyon eşliğinde ultrason ile tetiklenir. Mikro akımdan alınan momentum, İYONP'lerin tümör dokusuna nüfuz etmesine engel olmaktadır. PTT ve MHT, NIR lazer ışınlama veya AFM uygulaması ile veya her ikisinin kombinasyonu ile elde edilebilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1331px;" width="1330">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:337px;">808 nm laser power</td>
			<td style="width:315px;">Changchun New Industries Optoelectronics Tech</td>
			<td style="width:263px;">MDL-F-808-5W-18017023</td>
			<td style="width:416px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Calcein-AM</td>
			<td>Thermo Fisher SCIENTIFIC</td>
			<td>C3099</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Fetal bovine serum</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>16000-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Fluorescence Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Function generator</td>
			<td>Keysight</td>
			<td>33500B series</td>
			<td style="width:416px;">20 MHz, 2 channels with arbitrary waveform generation capability</td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;">Gelatin gel</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>9000-70-8</td>
			<td style="width:416px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Heating machine</td>
			<td>Shuangping</td>
			<td>SPG-06- II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Homemade focused transducer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Frequency=855, R-X=36.2W+5.8W, |Z|-&#952;=37W+8&#176;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Homogenizer</td>
			<td>SCILOGEX</td>
			<td>D-160</td>
			<td>8000-30000 rpm</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;">Hydrophone</td>
			<td>T&#38;C</td>
			<td>NH1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">ICR male mice</td>
			<td>OG Pharmaceutical. Co. Ltd</td>
			<td></td>
			<td>8-week-old</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Inductively coupled plasma optical emission spectrometry</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Infrared thermal imaging camera.</td>
			<td>FLIR</td>
			<td>E50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Iron(II,III) oxide</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>1317-61-9</td>
			<td>50-100nm APS Powder</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Laser power meter</td>
			<td colspan="2">Changchun New Industries Optoelectronics Tech</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Oscilloscope</td>
			<td>Keysight</td>
			<td>DSOX3054T</td>
			<td>Bandwidth 500 MHz, Sampling Rate 5 GS/S, 4 channels</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">RF Power Amplifier</td>
			<td>T&#38;C</td>
			<td>AG1020</td>
			<td style="width:416px;">The signal source can also be connected to an external signal source. The gain can be adjusted from 0 to 100%. It has multiple functions such as frequency sweep, pulse, and triangle.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Roswell Park Memorial Institute-1640</td>
			<td>KeyGEN BioTECH</td>
			<td>KGM31800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Sodium dodecyl sulfate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>151-21-3</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

magnetic-, acoustic-, and optical-triple-responsive microbubbles for magnetic hyperthermia and pothotothermal combination cancer therapy

Tümör alanında kontrollü bir salınımın yanı sıra hedefe yönelik ve derinlemesine nüfuz eden doğumu hedefleyen anti-kanser ajanlarının hassas bir şekilde teslimine karşı çıkıldı. Burada, demir oksit nanopartikül kabuklu mikrobubbles (NSM' ler) kendi kendine montaj yoluyla, manyetik, akustik ve optik yanıt hızını tek bir nanoterapötik platformda sinerjik hale geliyoruz. Demir oksit nanopartiküller hem manyetik hem de fototermal ajanlar olarak hizmet eder. İntravenöz enjekte edildikten sonra, NSM'ler manyetik olarak tümör bölgesine yönlendirilebilir. Ultrason, demir oksit nanopartiküllerinin salınımını tetikleyerek, mikrobubbles kavitasyon etkisi nedeniyle nanopartiküllerin tümörün derinliklerine nüfuz etmesini kolaylaştırır. Daha sonra, tümör heterojenliği nedeniyle kanser direnci için bir çözüm olan kombinasyon kanseri tedavisi için tümör üzerinde manyetik hipertermi ve fototermal tedavi yapılabilir. Bu protokolde NSM'lerin yapısal, kimyasal, manyetik ve akustik özellikleri içeren sentezi ve karakterizasyonu gerçek gerçekleştirildi. Ayrıca in vitro hücre kültürleri kullanılarak termal tedavi ile anti-kanser etkinliği araştırılmıştır. Önerilen doğum stratejisi ve kombinasyon tedavisi, kanser tedavisinde hem doğum hem de antikanser etkinliklerini iyileştirmek için büyük umut vaat ediyor.

Bu çalışmada kullanılan üçlü duyarlı nanopartikül kabuklu mikrobubbles (NSM' ler) yüzey aktif madde ve UYONP'lerin karışımı ile hazırlanmıştır. İYONP'ler (50 nm), yoğun bir şekilde paketlenmiş bir manyetik kabuk oluşturmak için sıvı ve gaz çekirdeğinin arayüzünde kendi kendine monte edilmiştir. NSM'lerin morfolojisi Şekil 1A'da gösterilmiştir. Elde edilen NSM'ler küresel bir şekil sundu ve ortalama çapı 5.41 ± 1.78 μm (Şekil 1B). Sonuçlar NSM'ler...

Watch this Scientific Journal Video about Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy at JoVE.com

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

Burada sunulan, manyetik hipertermi ve fototermal kombinasyon kanser tedavisi için bir nanoterapötik platformda kendi kendine montaj, sinerjik manyetik, akustik ve optik yanıt verme yoluyla demir oksit nanopartikül kabuklu mikrobubbles (NSM) imalatı için bir protokoldür.

Manyetik Hipertermi ve Pothototermal Kombinasyon Kanser Tedavisi için Manyetik, Akustik ve Optik-Üçlü Duyarlı Mikrobubbles

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...

magnetic-acoustic-optical-triple-responsive-microbubbles-for-magnetic

Research

JoVE Journal

Bioengineering

3.0K Görüntüleme.  Nanjing University of Posts & Telecommunications. Burada sunulan, manyetik hipertermi ve fototermal kombinasyon kanser tedavisi için bir nanoterapötik platformda kendi kendine montaj, sinerjik manyetik, akustik ve optik yanıt verme yoluyla demir oksit nanopartikül kabuklu mikrobubbles (NSM) imalatı için bir protokoldür.

Video: Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

Magnetic Tweezers for the Measurement of Twist and Torque

Single-molecule techniques make it possible to investigate the behavior of individual biological molecules in solution in real time. These techniques include so-called force spectroscopy approaches such as atomic force microscopy, optical tweezers, flow stretching, and magnetic tweezers. Amongst these approaches, magnetic tweezers have distinguished themselves by their ability to apply torque while maintaining a constant stretching force. Here, it is illustrated how such a &#8220;conventional&#8221; magnetic tweezers experimental configuration can, through a straightforward modification of its field configuration to minimize the magnitude of the transverse field, be adapted to measure the degree of twist in a biological molecule. The resulting configuration is termed the freely-orbiting magnetic tweezers. Additionally, it is shown how further modification of the field configuration can yield a transverse field with a magnitude intermediate between that of the &#8220;conventional&#8221; magnetic tweezers and the freely-orbiting magnetic tweezers, which makes it possible to directly measure the torque stored in a biological molecule. This configuration is termed the magnetic torque tweezers. The accompanying video explains in detail how the conversion of conventional magnetic tweezers into freely-orbiting magnetic tweezers and magnetic torque tweezers can be accomplished, and demonstrates the use of these techniques. These adaptations maintain all the strengths of conventional magnetic tweezers while greatly expanding the versatility of this powerful instrument.

Magnetic tweezers, a powerful single-molecule manipulation technique, can be adapted for the direct measurements of the twist (using a configuration called freely-orbiting magnetic tweezers) and torque (using a configuration termed magnetic torque tweezers) in biological macromolecules. Guidelines for performing such measurements are given, including applications to the study of DNA and associated nucleo-protein filaments.

Büküm ve Moment Ölçümü için Manyetik Cımbız

Single-molecule techniques make it possible to investigate the behavior of individual biological molecules in solution in real time. These techniques ...

Biyomühendislik

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.

Demir Oksit Nanopartiküller ile Fonksiyonlu Manyetik Bakteriyel Nanocellulose Fabrikasyon

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

Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect resulting in significant reductions in systemic toxicity. Nonetheless, insufficient release of encapsulated drug from liposomes has limited their clinical efficacy. Temperature-sensitive liposomes have been engineered to provide site-specific release of drug in order to overcome the problem of limited tumor drug bioavailability. Our lab has designed and developed a heat-activated thermosensitive liposome formulation of cisplatin (CDDP), known as HTLC, to provide triggered release of CDDP at solid tumors. Heat-activated delivery in vivo was achieved in murine models using a custom-built laser-based heating apparatus that provides a conformal heating pattern at the tumor site as confirmed by MR thermometry (MRT). A fiber optic temperature monitoring device was used to measure the temperature in real-time during the entire heating period with online adjustment of heat delivery by alternating the laser power. Drug delivery was optimized under magnetic resonance (MR) image guidance by co-encapsulation of an MR contrast agent (i.e.,&#160;gadoteridol) along with CDDP into the thermosensitive liposomes as a means to validate the heating protocol and to assess tumor accumulation. The heating protocol consisted of a preheating period of 5 min prior to administration of HTLC and 20 min heating post-injection. This heating protocol resulted in effective release of the encapsulated agents with the highest MR signal change observed in the heated tumor in comparison to the unheated tumor and muscle. This study demonstrated the successful application of the laser-based heating apparatus for preclinical thermosensitive liposome development and the importance of MR-guided validation of the heating protocol for optimization of drug delivery.

AN MRI-compatible&#160;custom-designed laser-based heating apparatus has been developed to provide local heating of subcutaneous tumors in order to activate release of agents from thermosensitive liposomes specifically at the tumor region.

Manyetik Rezonans Görüntü Rehberlik ile Termosensitif Lipozomlu gelen Sisplatinin Tetikleme Release için özel tasarlanmış Lazer-bazlı ısıtma Aparatı

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect ...

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

We demonstrate a superior method of 2D spectral-spatial imaging of stable radical reporter molecules at 250 MHz using rapid-scan electron-paramagnetic-resonance (RS-EPR), which can provide quantitative information under in vivo conditions on oxygen concentration, pH, redox status and concentration of signaling molecules (i.e., OH&#8226;, NO&#8226;). The RS-EPR technique has a higher sensitivity, improved spatial resolution (1 mm), and shorter acquisition time in comparison to the standard continuous wave (CW) technique. A variety of phantom configurations have been tested, with spatial resolution varying from 1 to 6 mm, and spectral width of the reporter molecules ranging from 16 &#181;T (160 mG) to 5 mT (50 G). A cross-loop bimodal resonator decouples excitation and detection, reducing the noise, while the rapid scan effect allows more power to be input to the spin system before saturation, increasing the EPR signal. This leads to a substantially higher signal-to-noise ratio than in conventional CW EPR experiments.

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

A new electron paramagnetic resonance (EPR) method, rapid scan EPR (RS-EPR), is demonstrated for 2D spectral spatial imaging which is superior to the traditional continuous wave (CW) technique and opens new venues for in vivo imaging. Results are demonstrated at 250 MHz, but the technique is applicable at any frequency.

Hızlı Tarama Elektron Paramagnetik Rezonans Görüntüleme Fizyolojik Önemli Parametreler için Yeni bulvarlar açar<em&gt; İn Vivo</em

We demonstrate a superior method of 2D spectral-spatial imaging of stable radical reporter molecules at 250 MHz using rapid-scan ...

Magnetic Levitation Coupled with Portable Imaging and Analysis for Disease Diagnostics

Currently, many clinical diagnostic procedures are complex, costly, inefficient, and inaccessible to a large population in the world. The requirements for specialized equipment and trained personnel require that many diagnostic tests be performed at remote, centralized clinical laboratories. Magnetic levitation is a simple yet powerful technique and can be applied to levitate cells, which are suspended in a paramagnetic solution and placed in a magnetic field, at a position determined by equilibrium between a magnetic force and a buoyancy force. Here, we present a versatile platform technology designed for point-of-care diagnostics which uses magnetic levitation coupled to microscopic imaging and automated analysis to determine the density distribution of a patient's cells as a useful diagnostic indicator. We present two platforms operating on this principle: (i) a smartphone-compatible version of the technology, where the built-in smartphone camera is used to image cells in the magnetic field and a smartphone application processes the images and to measures the density distribution of the cells and (ii) a self-contained version where a camera board is used to capture images and an embedded processing unit with attached thin-film-transistor (TFT) screen measures and displays the results. Demonstrated applications include: (i) measuring the altered distribution of a cell population with a disease phenotype compared to a healthy phenotype, which is applied to sickle cell disease diagnosis, and (ii) separation of different cell types based on their characteristic densities, which is applied to separate white blood cells from red blood cells for white blood cell cytometry. These applications, as well as future extensions of the essential density-based measurements enabled by this portable, user-friendly platform technology, will significantly enhance disease diagnostic capabilities at the point of care.

We present a magnetic levitation technique coupled with automated imaging and analysis in both a smartphone-compatible device and a device with embedded imaging and processing. This is applied to measure the density distribution of cells with two demonstrated biomedical applications: sickle cell disease diagnosis and separating white and red blood cells.

Hastalık Teşhis için Taşınabilir Görüntüleme ve Analiz ile birleştiğinde Manyetik Levitasyonunun

Currently, many clinical diagnostic procedures are complex, costly, inefficient, and inaccessible to a large population in the world. The requirements for ...

3D Magnetic Stem Cell Aggregation and Bioreactor Maturation for Cartilage Regeneration

Cartilage engineering remains a challenge due to the difficulties in creating an in vitro functional implant similar to the native tissue. An approach recently explored for the development of autologous replacements involves the differentiation of stem cells into chondrocytes. To initiate this chondrogenesis, a degree of compaction of the stem cells is required; hence, we demonstrated the feasibility of magnetically condensing cells, both within thick scaffolds and scaffold-free, using miniaturized magnetic field sources as cell attractors. This magnetic approach was also used to guide aggregate fusion and to build scaffold-free, organized, three-dimensional (3D) tissues several millimeters in size. In addition to having an enhanced size, the tissue formed by magnetic-driven fusion presented a significant increase in the expression of collagen II, and a similar trend was observed for aggrecan expression. As the native cartilage was subjected to forces that influenced its 3D structure, dynamic maturation was also performed. A bioreactor that provides mechanical stimuli was used to culture the magnetically seeded scaffolds over a 21-day period. Bioreactor maturation largely improved chondrogenesis into the cellularized scaffolds; the extracellular matrix obtained under these conditions was rich in collagen II and aggrecan. This work outlines the innovative potential of magnetic condensation of labeled stem cells and dynamic maturation in a bioreactor for improved chondrogenic differentiation, both scaffold-free and within polysaccharide scaffolds.

Chondrogenesis from stem cells requires fine tuning the culture conditions. Here, we present a magnetic approach for condensing cells, an essential step to initiate chondrogenesis. In addition, we show that dynamic maturation in a bioreactor applies mechanical stimulation to the cellular constructs and enhances cartilaginous extracellular matrix production.

Kıkırdak Yenileme için 3D Manyetik Kök Hücre Toplama ve Biyoreaktör Olgunlaşma

Cartilage engineering remains a challenge due to the difficulties in creating an in vitro functional implant similar to the native tissue. An approach ...

Magnetic and Thermal-sensitive Poly(N-isopropylacrylamide)-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were designed and fabricated for magnetically triggered release. PNIPAAm-based magnetic microgels with a spherical structure were produced via a temperature-induced emulsion followed with physical-crosslinking by mixing PNIPAAm, polyethylenimine (PEI), and Fe3O4-NH2 magnetic nanoparticles. Because of their dispersity, the Fe3O4-NH2 nanoparticles were embedded inside the polymer matrix. The amine groups exposed on the Fe3O4-NH2 and PEI surface supported the spherical structure by physically crosslinking with the amide groups of the PNIPAAm. The hydrophobic anti-cancer drug curcumin can be dispersed in water after encapsulation into the microgels. The microgels were characterized by transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and UV-Vis spectral analysis. Furthermore, magnetically triggered release was studied under an external high frequency magnetic field (HFMF). A significant &#34;burst release&#34; of curcumin was observed after applying the HFMF to the microgels due to the magnetic inductive heating (hyperthermia) effect. This manuscript describes the magnetically triggered controlled release of Cur-PNIPAAm/Fe3O4-NH2 encapsulated curcumin, which can be potentially applied for tumor therapy.

Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

This manuscript describes the preparation of magnetic and thermal-sensitive microgels via a temperature-induced emulsion without chemical reaction. These sensitive microgels were synthesized by mixing poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), polyethylenimine (PEI) and Fe3O4-NH2 nanoparticles for the potential use in magnetically and thermally triggered drug-release.

Manyetik ve Termal Duyarlı Poli (<em&gt; K</em&gt; -izopropilakrilamid) Esaslı Manyetik Tetiklemeli Kontrollü Salınım İçin Mikrojeller

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were ...

Metabolic Support of Excised, Living Brain Tissues During Magnetic Resonance Microscopy Acquisition

This protocol describes the procedures necessary to support normal metabolic functions of acute brain slice preparations during the collection of magnetic resonance (MR) microscopy data. While it is possible to perform MR collections on living, excised mammalian tissue, such experiments have traditionally been constrained by resolution limits and are thus incapable of visualizing tissue microstructure. Conversely, MR protocols that did achieve microscopic image resolution required the use of fixed samples to accommodate the need for static, unchanging conditions over lengthy scan times. The current protocol describes the first available MR technique that enables imaging of living, mammalian tissue samples at microscopic resolutions. Such data is of great importance to the understanding of how pathology-based contrast changes occurring at the microscopic level influence the content of macroscopic MR scans such as those used in the clinic. Once such an understanding is realized, diagnostic methods with greater sensitivity and accuracy can be developed, which will translate directly to earlier disease treatment, more accurate therapy monitoring and improved patient outcomes.
While the described methodology focuses on brain slice preparations, the protocol is adaptable to any excised tissue slice given that changes are made to the gas and perfusate preparations to accommodate the tissue&#39;s specific metabolic needs. Successful execution of the protocol should result in living, acute slice preparations that exhibit MR diffusion signal stability for periods up to 15.5 h. The primary advantages of the current system over other MR compatible perfusion apparatuses are its compatibility with the MR microscopy hardware required to attain higher resolution images and ability to provide constant, uninterrupted flow with carefully regulated perfusate conditions. Reduced sample throughput is a consideration with this design as only one tissue slice may be imaged at a time.

The current protocol describes a method by which users can maintain viability of acute hippocampal and cortical slice preparations during the collection of magnetic resonance microscopy data.

Metabolik destek çıkardım, yaşam beyin dokuları manyetik rezonans mikroskobu Alım sırasında

This protocol describes the procedures necessary to support normal metabolic functions of acute brain slice preparations during the collection of magnetic ...

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps compared to standard metallographic sample preparation procedures. The paper proposes a novel bespoke rig for dynamic domain imaging with in situ BH (magnetic hysteresis) measurements and elaborates the protocols for the sensor preparation and the use of the rig to ensure accurate BH measurement. The protocols for static and ordinary dynamic domain imaging (without in situ BH measurements) are also presented. The reported method takes advantage of the convenience and high sensitivity of the traditional Bitter method and enables in situ BH measurement without interrupting or interfering with the domain wall movement processes. This facilitates establishing a direct and quantitative link between the domain wall movement processes&#8211;microstructural feature interactions in ferritic steels with their BH loops. This method is anticipated to become a useful tool for the fundamental study of microstructure&#8211;magnetic property relationships in steels and to help interpret the electromagnetic sensor signals for non-destructive evaluation of steel microstructures.

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

This paper elaborates the sample and sensor preparation procedures and the protocols for using the test rig particularly for dynamic domain imaging with in situ BH measurements in order to achieve optimal domain pattern quality and accurate BH measurements.

En iyi duruma getirilmiş kurulum ve manyetik etki alanı görüntüleme ile Situ histeresis ölçüm için iletişim kuralı

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps ...

Protocol for MicroRNA Transfer into Adult Bone Marrow-derived Hematopoietic Stem Cells to Enable Cell Engineering Combined with Magnetic Targeting

While CD133+ hematopoietic stem cells (SCs) have been proven to provide high potential in the field of regenerative medicine, their low retention rates after injection into injured tissues as well as the observed massive cell death rates lead to very restricted therapeutic effects. To overcome these limitations, we sought to establish a non-viral based protocol for suitable cell engineering prior to their administration. The modification of human CD133+ expressing SCs using microRNA (miR) loaded magnetic polyplexes was addressed with respect to uptake efficiency and safety as well as the targeting potential of the cells. Relying on our protocol, we can achieve high miR uptake rates of 80&#8211;90% while the CD133+ stem cell properties remain unaffected. Moreover, these modified cells offer the option of magnetic targeting. We describe here a safe and highly efficient procedure for the modification of CD133+ SCs. We expect this approach to provide a standard technology for optimization of therapeutic stem cell effects and for monitoring of the administered cell product via magnetic resonance imaging (MRI).

This protocol illustrates a safe and efficient procedure to modify CD133+ hematopoietic stem cells. The presented non-viral, magnetic polyplex-based approach may provide a basis for the optimization of therapeutic stem cell effects as well as for monitoring the administered cell product via magnetic resonance imaging.

Yetişkin kemik iliği türevi hematopoetik kök hücre mühendislik manyetik hedefleme ile kombine etkinleştirmek için hücre içine mikroRNA Transfer için iletişim kuralı

While CD133+ hematopoietic stem cells (SCs) have been proven to provide high potential in the field of regenerative medicine, their low retention rates ...