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Biodistribution von Nano-Wirkstoffträgern: Anwendungen von SEM

Overview

Quelle: Peiman Shahbeigi-Roodposhti und Sina Shahbazmohamadi, Biomedical Engineering Department, University of Connecticut, Storrs, Connecticut

Nanopartikel wurden zunehmend in der Forschung zur gezielten Medikamentenabgabe und kontrollierten Freisetzung von Arzneimitteln eingesetzt. Während die meisten dieser Partikel aufgrund ihrer Biokompatibilität als polymere oder liposomale Partikel entwickelt wurden, gibt es in der aktuellen Forschung einen Trend zur Verwendung von metallischen und magnetischen Nanopartikeln. Diese metallischen Nanopartikel wurden ursprünglich als Kontrastmittel in der Bildgebung verwendet, aber die jüngsten Fortschritte haben gezeigt, wie wichtig sie bei der Medikamenten- und Genabgabe und in Therapeutika sein können. Gold, Silber und paramagnetische Nanopartikel haben den größten Anteil an der Forschung. Es hat sich gezeigt, dass sie eine gute Biokompatibilität haben, und bestimmte Sorten magnetischer Nanopartikel wurden bereits als therapeutische Zielmedikamente entwickelt und vertrieben.

Diese schweren Elemente werden in der Regel für die Forschung mit Fluoreszenz zur Bewertung der Lieferung und Verteilung abgebildet, aber ihre atomaren Gewichte sind gute Voraussetzungen für einen erhöhten Kontrast in der Rückstreuelektronenanalyse mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM ). Die energiedispersive Röntgenspektroskopie, die charakteristische Röntgenstrahlen verwendet, die bei Elektronenstrahl-Wechselwirkung mit der Probe zur Identifizierung der chemischen Zusammensetzung emittiert werden, kann auch mit dem SEM verwendet werden. Diese Methoden haben die Vorteile einer erhöhten Auflösung und eines erhöhten Vertrauens in die Detektion, da das EDS sicherstellen kann, dass das Motiv eines Bildes die richtige Zusammensetzung aufweist, während sich aktuelle Fluoreszenzmethoden von den Nanopartikeln lösen und schnell verblassen können. während der Bildgebung.

Diese Demonstration wird die größenabhängige Metall-Nanopartikelverteilung in Organen des Körpers im Laufe der Zeit untersuchen. Ausgeschnittene Organe werden mit SEM auf verschiedene Partikelgrößen in einem Bereich von Zeitpunkten nach der Partikelabgabe an den Körper untersucht.

Procedure

1. Nanopartikel-Injektion und Organentnahme

  1. Injizieren Sie Nanopartikel in eine anästhesierte Maus intravenös, um passives Targeting zu ermöglichen.
  2. Zu den gewünschten Zeitpunkten, d.h. 1, 4 und 8 Wochen, nach der Injektion, die Mäuse nach den Richtlinien der American Veterinary Medical Association (AVMA) human einschläfern.
  3. Öffnen Sie die Körperhöhle und entfernen Sie operativ die Organe von Interesse. Die Organe in 10% Phosphat gepuffertes Formalin in einen Polypropylenbehälter l...

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Results

Die folgenden Bilder veranschaulichen, wie die Bioverteilungsdaten aus den Bildern extrahiert werden können. Der Kontrast der Nanopartikel wird mit Hilfe des BSE-Detektors nachgewiesen, wie in Abbildung 1 dargestellt. Die IN Abbildung 2 dargestellten EDS-Daten zeigen, wo Titan- und Bariumcluster in den mit dem BSE-Detektor gesammelten Bildern kontrastreichen Bereichen entsprechen.

Figure 1
Abbi.

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Application and Summary

Nanopartikel werden häufig in der biomedizinischen Ingenieurforschung eingesetzt und haben Anwendungen als bildgebende, diagnostische und therapeutische Wirkstoffe. So werden beispielsweise Nanopartikel für den Einsatz in der Impfstoffabgabe entwickelt. Durch die Verkapselung des Impfstoffs in Nanopartikeln werden Impfstoffkomponenten vor Abbau geschützt und stimulieren die maximale Immunantwort.

In Magnetresonanztomographieanwendungen werden metallische Nanopartikel häufig als Kontrastmit...

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References
  1. Hadjikhani, Ali. "Nanofabrication and Spectroscopy of Magnetic Nanostructures Using a Focused Ion Beam." (2016).
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0:07

Overview

1:08

Principles of Nanocarrier Drug Delivery

3:20

Nanoparticle Injection and Organ Harvesting

4:18

Tissue Sample Preparation

6:56

High Resolution Imaging using SEM and EDS

10:16

Results

11:19

Applications

12:59

Summary

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