Name: fluorescent nanoparticles for the measurement of ion concentration in biological systems
Uploaded: 2011-07-04T13:00:00
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JMD और MKB नॉर्थईस्टर्न विश्वविद्यालय (NCI और NSF डीजीई +०५०४३३१ अनुदान से धन) IGERT Nanomedicine के विज्ञान और प्रौद्योगिकी कार्यक्रम के माध्यम से वित्त पोषित कर रहे हैं. यह काम भी जनरल मेडिकल साइंसेज अनुदान R01 GM084366 के स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान के राष्ट्रीय संस्थानों द्वारा वित्त पोषित किया गया था. हम भी सौम्या दास और बोस्टन में BIDMC एंथोनी Rosenzweig पशु प्रोटोकॉल के विकास में उनके योगदान के लिए हृदय myocytes और केविन नकद प्रदान करने के लिए धन्यवाद.

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ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

nanosensors के गठन के 10 मिनट से अधिक नहीं रह ले एक बार optode समाधान किया गया है चाहिए और खूंटी लिपिड सूखे. Optode ही नहीं किया जा सकता है जल्दी जब जरूरत कर सकते हैं, लेकिन जब 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत है, वे महीने के लिए स्थिर किया जा सकता है. हम पता चला है कि nansensors, एक बार का गठन, समाधान में कम से कम एक सप्ताह के लिए स्थिर रहे हैं, तथापि, ध्यान प्रकाश से nanosensors अवरुद्ध द्वारा इस समय अधिक photobleaching रोकने के लिया जाना चाहिए 6 जबकि सोडियम nanosensors यहाँ प्रदर्शन किया गया, optodes गया है जैसे पोटेशियम और क्लोराइड. 10,12 सबसे biologically प्रासंगिक आयनों के लिए हम भी ग्लूकोज जैसे छोटे अणुओं के लिए इस तकनीक का विस्तार बनाया 13. Nanosensors पैदा करने के लिए अलग analytes की निगरानी के अलावा, इन nanosensors अन्य बदलाव है कि उन्हें सबसे जैविक प्रयोगों में उपयोगी बनाना होगा करने के लिए उत्तरदायी हैं. उदाहरण के लिए, सतह कोटिंग, इस मामले में पाली (ethylene glycol), आसानी से किसी भी amphiphilic अणु है कि पानी में घुलनशील है का उपयोग बदला जा सकता है. यह अलग अलग अनुप्रयोगों या लक्ष्य के लिए इन नैनोकणों functionalizing की संभावना सक्षम बनाता है. नैनोकणों के आकार भी सतह कोटिंग, sonication तीव्रता या विलायक इस्तेमाल किया बदलकर समायोजित किया जा सकता है. कैल्शियम फ्लोरोसेंट संकेतक intracellular कैल्शियम संकेतन का निर्धारण करने में अमूल्य किया गया है, लेकिन उपलब्ध नहीं सोडियम संवेदनशील रंगों को एक ही आदर्श विशेषताओं है. Optode इमेजिंग आयनों intracellularly विकास में वर्षों के लिए किया गया है के लिए एक वैकल्पिक तरीका प्रदान करना नैनोकणों 14. हम यह पिछले अनुसंधान पर बनाया है intracellular सोडियम इमेजिंग कि उम्मीद है कि समझने के लिए कैसे सोडियम संकेतन सेलुलर समारोह और को प्रभावित करता है का मतलब प्रदान करेगा के लिए विशिष्ट nanosensors बनाने के लिए संकेतन जो कुछ बीमारियों के लिए नेतृत्व में परिवर्तन. vivo में फ्लोरोसेंट nanosensors का उपयोग जैसे रक्त खींचता है. 3 सोडियम और ग्लूकोज ऊपर प्रौद्योगिकी पर आधारित nanosensors सोडियम और ग्लूकोज में परिवर्तनों को ट्रैक करने के लिए दिखाया गया है, क्रमशः में अन्य तरीकों पर निगरानी analytes के लिए न्यूनतम इनवेसिव विकल्प वास्तविक समय प्रदान करता है vivo में. 3,13 हालांकि, वहाँ वर्तमान में एक निगरानी उपकरण के रूप में इस विधि के लिए सीमाओं मौजूद है. उदाहरण के लिए, सेंसर पर्याप्त निकट अवरक्त लाल की ओर स्थानांतरित क्रम में त्वचा से पृष्ठभूमि autofluorescence कम से कम 15 द्वितीय. स्पेक्ट्रम के साथ एक fluorophore शामिल होना चाहिए, वर्तमान इंजेक्शन तकनीक nanosensors है जो इस तरह की वजह से हो सकता है की वर्दी इंजेक्शन का उत्पादन नहीं करता इंजेक्शन गहराई में भिन्नता के रूप में त्रुटियों. इन सीमाओं के बावजूद, इन फ्लोरोसेंट nanosensors और उनके सफल प्रदर्शन के विकास के इन सेंसरों एक अमूल्य अनुसंधान और रोगी के स्वास्थ्य की निगरानी के लिए उपकरण विधि बना सकता है.

<table border="1"><tbody><tr><th> उत्पाद का नाम </th><th> कंपनी </th><th> सूचीपत्र संख्या </th><th> टिप्पणियाँ </th></tr><tr><td> IVIS Lumina द्वितीय साधन पैकेज </td><td> कैलिपर लाइफ साइंसेज </td><td> 126273 </td><td></td></tr><tr><td> CD-1 निर्वस्त्र चूहे </td><td> चार्ल्स नदी </td><td> तनाव कोड: 086 </td><td> Immunodeficient </td></tr><tr><td> इंसुलिन सीरिंज </td><td> BD </td><td> 328438 </td><td> 3 / 10 सीसी एमएल, 8mm 31G </td></tr><tr><td> उच्च आण्विक वजन पीवीसी </td><td> सिग्मा </td><td></td><td></td></tr><tr><td> डॉस </td><td> सिग्मा </td><td></td><td></td></tr><tr><td> CHIII </td><td> सिग्मा </td><td></td><td></td></tr><tr><td> NaTFPB </td><td> सिग्मा </td><td></td><td></td></tr><tr><td> NaIX </td><td> सिग्मा </td><td></td><td></td></tr><tr><td> पतली दीवारों केशिका गिलास </td><td> Sutter </td><td></td><td></td></tr><tr><td> खूंटी लिपिड </td><td> अवंती ध्रुवीय Lipids </td><td></td><td></td></tr></tbody></table> तालिका 1. रसायनों और उपकरण इस प्रक्रिया में इस्तेमाल की एक सूची प्रदान करता है. सभी आम रसायनों सूचीबद्ध नहीं सिग्मा से खरीदे गए थे.

fluorescent nanoparticles for the measurement of ion concentration in biological systems

कसकर विनियमित शरीर भर आयन homeostasis निर्जलीकरण जैसे दुर्बल राज्यों की रोकथाम के लिए आवश्यक है 1 इसके विपरीत, सेलुलर स्तर पर तेजी से आयन अपशिष्टों उत्तेजनीय कोशिकाओं में कार्रवाई क्षमता की शुरुआत करने के लिए आवश्यक हैं. 2 सोडियम विनियमन दोनों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है. इन मामलों में, तथापि, वर्तमान में कोई विधि लगातार vivo में 3 और 4 कैल्शियम जांच के रूप में इसी तरह के विस्तृत परिणाम प्रदान नहीं करते हैं intracellular सोडियम जांच में सोडियम के स्तर की निगरानी के लिए मौजूद है. दोनों इन voids भरने के लिए प्रयास में, फ्लोरोसेंट nanosensors विकसित किया गया है कि इन विट्रो में और vivo में सोडियम सांद्रता की निगरानी कर सकते हैं 5,6 इन सेंसरों आयन चयनात्मक optode प्रौद्योगिकी पर आधारित है और plasticized polymeric जिसमें सोडियम विशिष्ट मान्यता कणों से मिलकर तत्वों, पीएच संवेदनशील fluorophores, और additives एम्बेडेड रहे हैं 7-9 Mechanistically, सोडियम मान्यता तत्व सेंसर में सोडियम अर्क 10 निष्कर्षण पीएच - संवेदनशील fluorophore का कारण बनता है एक हाइड्रोजन आयन सेंसर जो कारण बनता है के भीतर प्रभारी तटस्थता बनाए रखने जारी प्रतिदीप्ति में एक परिवर्तन. पोटेशियम अधिक सोडियम सेंसर प्रतिवर्ती और सोडियम के लिए चुनिंदा उच्च intracellular सांद्रता में भी 6 रहे हैं. वे व्यास में लगभग 120 एनएम कर रहे हैं और polyethylene glycol के साथ लेपित हैं biocompatibility प्रदान करने के लिए. Microinjection तकनीकों का प्रयोग, सेंसर, जहां वे हृदय myocytes पिटाई के अस्थायी और स्थानिक सोडियम गतिशीलता की निगरानी करने के लिए दिखाया गया है कोशिकाओं के cytoplasm में दिया जा सकता है है 11 इसके अतिरिक्त, वे भी सोडियम सांद्रता में vivo में वास्तविक समय में परिवर्तन पर नज़र रखी है जब इंजेक्शन. subcutaneously चूहों में 3 के साथ साथ, हम विस्तार से समझाने और फ्लोरोसेंट सोडियम nanosensors fabricating के लिए पद्धति का प्रदर्शन और संक्षिप्त जैविक अनुप्रयोगों हमारी प्रयोगशाला के लिए nanosensors का उपयोग करता है प्रदर्शित: कोशिकाओं में सेंसर के microinjection, और उपचर्म इंजेक्शन चूहों में सेंसर के. .

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Fluorescent Nanoparticles for the Measurement of Ion Concentration in Biological Systems

प्रतिदीप्त हमारी प्रयोगशाला में उत्पादित नैनोकणों इमेजिंग आयन संकेत और मध्य द्रव के दौरान शारीरिक homeostasis के दौरान कोशिकाओं के रूप में जैविक प्रणालियों में सांद्रता और आयन अपशिष्टों के लिए उपयोग किया जाता है.

बायोलॉजिकल सिस्टम में आयन एकाग्रता के मापन के लिए प्रतिदीप्त नैनोकणों

Tightly regulated ion homeostasis throughout the body is necessary for the prevention of such debilitating states as dehydration.1 In contrast, rapid ion ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

ऊतक के मूल्यांकन के लिए चुंबकीय अनुनाद Elastography पद्धति इंजीनियर निर्माण विकास

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for Intracellular Targeting Applications

Solid Lipid Nanoparticles SLNs for Intracellular Targeting Applications

ठोस लिपिड नैनोकणों (SLNs) Intracellular लक्ष्य निर्धारण के लिए एप्लीकेशन

Nanoparticle-based delivery vehicles have shown great promise for intracellular targeting applications, providing a mechanism to specifically alter ...

Studying Soft-matter and Biological Systems over a Wide Length-scale from Nanometer and Micrometer Sizes at the Small-angle Neutron Diffractometer KWS-2

छोटे कोण न्यूट्रॉन diffractometer KWS-2 पर नैनोमीटर और माइक्रोमीटर आकारों में से एक वाइड लंबाई पैमाने पर खत्म शीतल-पदार्थ और जैविक प्रणालियों का अध्ययन

The KWS-2 SANS diffractometer is dedicated to the investigation of soft matter and biophysical systems covering a wide length scale, from nm to &#181;m. ...

Merging Ion Concentration Polarization between Juxtaposed Ion Exchange Membranes to Block the Propagation of the Polarization Zone

विलय juxtaposed आयन एक्सचेंज झिल्ली के बीच आयन एकाग्रता ध्रुवीकरण ध्रुवीकरण जोन का प्रचार करने के लिए ब्लॉक

The ion concentration polarization (ICP) phenomenon is one of the most prevailing methods to preconcentrate low-abundance biological samples. The ICP ...

Production of Metal Nanoparticles by Pulsed Laser-ablation in Liquids: A Tool for Studying the Antibacterial Properties of Nanoparticles

तरल पदार्थ में स्पंदित लेजर-पृथक्करण द्वारा धातु नैनोकणों का उत्पादन: नैनोकणों के जीवाणुरोधी गुणों का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global clinical concern leading some to speculate about our return to a "pre-antibiotics" era of ...

Flash NanoPrecipitation for the Encapsulation of Hydrophobic and Hydrophilic Compounds in Polymeric Nanoparticles

Hydrophobic और हाइड्रोफिलिक यौगिकों में बहुलक नैनोकणों के encapsulation के लिए फ्लैश NanoPrecipitation

The formulation of a therapeutic compound into nanoparticles (NPs) can impart unique properties. For poorly water-soluble drugs, NP formulations can ...

Continuous Measurement of Biological Noise in Escherichia Coli Using Time-lapse Microscopy

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समय-चूक माइक्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए एस्चेरिचिया कोलाई में जैविक शोर का निरंतर माप

The protocol developed here offers a tool to enable computer tracking of Escherichia coli division and fluorescent levels over several hours. The process ...

Functional Transcranial Doppler Ultrasound for Monitoring Cerebral Blood Flow

सेरेब्रल ब्लड फ्लो की निगरानी के लिए कार्यात्मक ट्रांसक्रैनियल डॉप्लर अल्ट्रासाउंड

Functional transcranial Doppler ultrasound (fTCD) is the use of transcranial Doppler ultrasound (TCD) to study neural activation occurring during stimuli ...

Electric and Magnetic Field Devices for Stimulation of Biological Tissues

जैविक ऊतकों की उत्तेजना के लिए इलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्षेत्र उपकरण

Electric fields (EFs) and magnetic fields (MFs) have been widely used by tissue engineering to improve cell dynamics such as proliferation, migration, ...

Rapid, Enzymatic Methods for Amplification of Minimal, Linear Templates for Protein Prototyping using Cell-Free Systems

सेल-फ्री सिस्टम का उपयोग करके प्रोटीन प्रोटोटाइप के लिए न्यूनतम, रैखिक टेम्पलेट्स के प्रवर्धन के लिए रैपिड, एंजाइमेटिक तरीके

This protocol describes the design of a minimal DNA template and the steps for enzymatic amplification, enabling rapid prototyping of assayable proteins ...