Name: protocols for assessing radiofrequency interactions with gold nanoparticles and biological systems for non-invasive hyperthermia cancer therapy
Uploaded: 2013-08-28T11:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy at JoVE.com

Bu çalışma NIH (U54CA143837), NIH MD Anderson Kanser Merkezi Destek Hibe (CA016672), V Vakfı (SAC) ve Kanzius Araştırma Vakfı (SAC, Erie, PA) sınırsız araştırma hibe tarafından finanse edildi. Biz idari yardım, Cerrahi Onkoloji Bölümü, MD Anderson Kanser Merkezi&#39;nden Kristine Ash teşekkür ederim.

Bütün deney bir genel görünüşü Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. Daha fazla detay aşağıda 1-3 adımları tasvir edilmiştir. 1.. NP Colloids Değerlendirilmesi RF Isıtma: Bir Örnek olarak AuNPs <ol><li> Genel olarak, her numune NP araştırılmaktadır için, ilk olarak arka plan iyonları ve kirleri çıkarmak için iyonu giderilmiş (Di) su ile santrifüj filtre ile örnek birkaç kez yıkayın. Tüm iyonlar ve kirletici yıkanmı...

<ol>
	<li>Gannon, C. 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=Carbon+nanotube-enhanced+thermal+destruction+of+cancer+cells+in+a+noninvasive+radiofrequency+field.">Carbon nanotube-enhanced thermal destruction of cancer cells in a noninvasive radiofrequency field.</a> Cancer. 110, 2654 (2007).</li><li>Curley, S. A., Cherukuri, P., Briggs, K., Patra, C. R., Upton, M., Dolson, E., Mukherjee, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+radiofrequency+field-induced+hyperthermic+cytotoxicity+in+human+cancer+cells+using+cetuximab-targeted+gold+nanoparticles.">Noninvasive radiofrequency field-induced hyperthermic cytotoxicity in human cancer cells using cetuximab-targeted gold nanoparticles.</a> J. Exp. Ther. Oncol. 7, 313 (2008).</li><li>Gannon, C. J., Patra, C. R., Bhattacharya, R., Mukherjee, P., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+gold+nanoparticles+enhance+non-invasive+radiofrequency+thermal+destruction+of+human+gastrointestinal+cancer+cells.">Intracellular gold nanoparticles enhance non-invasive radiofrequency thermal destruction of human gastrointestinal cancer cells.</a> Journal of Nanobiotechnology. 6, 2 (2008).</li><li>Raoof, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+antibody-conjugated+gold+nanoparticles+in+the+endolysosomal+nanoenvironment:+implications+for+noninvasive+radiofrequency-based+cancer+therapy.">Stability of antibody-conjugated gold nanoparticles in the endolysosomal nanoenvironment: implications for noninvasive radiofrequency-based cancer therapy.</a> Nanomedicine. 8, 1096 (2012).</li><li>Glazer, E. S., Massey, K. L., Zhu, C., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreatic+carcinoma+cells+are+susceptible+to+noninvasive+radio+frequency+fields+after+treatment+with+targeted+gold+nanoparticles.">Pancreatic carcinoma cells are susceptible to noninvasive radio frequency fields after treatment with targeted gold nanoparticles.</a> Surgery. 148, 319 (2010).</li><li>Glazer, E. S., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiofrequency+field-induced+thermal+cytotoxicity+in+cancer+cells+treated+with+fluorescent+nanoparticles.">Radiofrequency field-induced thermal cytotoxicity in cancer cells treated with fluorescent nanoparticles.</a> Cancer. 116, 3285 (2010).</li><li>Glazer, E. S., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+radiofrequency+ablation+of+malignancies+mediated+by+quantum+dots,+gold+nanoparticles+and+carbon+nanotubes.">Non-invasive radiofrequency ablation of malignancies mediated by quantum dots, gold nanoparticles and carbon nanotubes.</a> Therapeutic Delivery. 2, 1325 (2011).</li><li>Corr, S. J., Raoof, M., Mackeyev, Y., Phounsavath, S., Cheney, M. A., Cisneros, B. T., Shur, M., Gozin, M., McNally, P. J., Wilson, L. J., Curley, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Citrate-Capped+Gold+Nanoparticle+Electrophoretic+Heat+Production+in+Response+to+a+Time-Varying+Radiofrequency+Electric-Field.">Citrate-Capped Gold Nanoparticle Electrophoretic Heat Production in Response to a Time-Varying Radiofrequency Electric-Field.</a> J. Phys. Chem. C. 116, 24380 (2012).</li><li>Kruse, D. 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=A+Radio-Frequency+Coupling+Network+for+Heating+of+Citrate-Coated+Gold+Nanoparticles+for+Cancer+Therapy:+Design+and+Analysis.">A Radio-Frequency Coupling Network for Heating of Citrate-Coated Gold Nanoparticles for Cancer Therapy: Design and Analysis.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58, 10 (2011).</li><li>Li, 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=Negligible+absorption+of+radiofrequency+radiation+by+colloidal+gold+nanoparticles.">Negligible absorption of radiofrequency radiation by colloidal gold nanoparticles.</a> J. Colloid Interf. Sci. 358, 47 (2011).</li><li>Liu, X., Chen, H. J., Chen, X., Parini, C., Wen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+frequency+heating+of+gold+nanoparticle+dispersions+for+non-invasive+thermal+therapies.">Low frequency heating of gold nanoparticle dispersions for non-invasive thermal therapies.</a> Nanoscale. , (2012).</li><li>Sassaroli, E., Li, K. C. P., O'Neill, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radio+frequency+absorption+in+gold+nanoparticle+suspensions:+a+phenomenological+study.">Radio frequency absorption in gold nanoparticle suspensions: a phenomenological study.</a> J. Phys. D App. Phys. 45, 075303 (2012).</li><li>Worle-Knirsch, J. M., Pulskamp, K., Krug, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oops+they+did+it+again!+Carbon+nanotubes+hoax+scientists+in+viability+assays.">Oops they did it again! Carbon nanotubes hoax scientists in viability assays.</a> Nano Lett. 6, 1261 (2006).</li></ol>

Bu protokoller Deneyciler tam olarak (bu durumda AuNPs) kanser tedavisi için RF kaynaklı hiperterminin artırabilir nano ölçüde analizine izin verir. Birinci protokol spesifik olarak yüksek konsantre edilmiş ve saf hale AuNP örneklerinden ısı üretimini analiz ile ilgilidir. Diğer gruplar öncelikle AuNPs AuNPs kendilerini 9-11 olup süspanse edilir önbelleklerden ısı üretimini bildirmiştir rağmen, bunların RF sistemleri çaplarda AuNPs düşük konsantrasyonlarda&gt; 10 nm, hem de daha dü?...

(Nedeniyle doğal elektrik dielektrik etmek üzere) biyolojik doku ile RF enerji emme sonunda hipertermi ile hücre ölümüne yol açan, zamanın bir fonksiyonu olarak, yüksek sıcaklıklarda doku ile sonuçlanır. Kanser hipertermi kanser hücresi içinde, içselleştirme ve sağlam komşu, sağlıklı normal hücreleri bırakarak, RF-ısı dönüştürücüler olarak hareket hedeflenen nanomalzemelerin kullanılarak optimize edilebilir olduğu varsayılmaktadır. Çeşitli raporlar zaten NPlerin çeşitli hangi kanser nekroz 1-4 yardımı gibi etkili RF ısı kaynaklarına hareket olduğunu göstermiştir. Bu açıdan, altın NPS (AuNPs) 3-5 karbon nanotüpleri 1 ve kuantum noktaları 6, in vitro ve in vivo deneylerde RF kullanıldığında, 7 verici özellikler göstermiştir. Bir RF-alana maruz kalan, bu NPlerin ısıtma mekanizmasının tam doğası halen tartışılıyor olsa da, bir dizi bölgesininAuNPs kullanarak temel deneyler NP büyüklüğü ve toplama iki devlete de büyük önem vermiştir. Bir RF-8 alana maruz kaldığında çapı &lt;10 nm sadece AuNPs ısı olacağı gösterilmiştir. AuNPs toplanır Ayrıca, bu ısıtma mekanizması önemli ölçüde azalırlar. Bu yığılma durum aynı zamanda etkili bir terapi RF 4 endolysomal hücre içi bölmeler içinde AuNP kolloidal kararlılığını optimize üzerine önem in vitro modeller içinde geçerli kılındı. Ancak, bu verileri toplamak ve değerlendirmek için kullanılan teknikler ve deneysel ilkeler özellikle NP taneciklerinden RF ısı profilleri doğrulanması durumunda, sorunlu olabilir. Çeşitli raporlar, NPS içerisinde süspanse edilir plan iyonik süspansiyonun Joule ısıtma ana RF ısı üretim kaynağı olup NPS kendilerini 9-12 olabilir göstermiştir. Bizim son kağıt 8 t doğrulanmış olmasına rağmenO 10 nm daha az çapları AuNPs ısı üreten RF etkileşimleri kullanmak, bu yazı boyunca daha ayrıntılı olarak bu protokolleri açıklamak hedefliyoruz. Ayrıca protokolleri ve in vitro ve in karaciğer kanseri modelleri için in vivo ve hem de in hipertermik termal maddeler olarak AuNPs etkinliğini değerlendirmek için gerekli olan teknikleri göstermektedir. Biz sitrat başlıklı AuNPs basit koloitler öncelikle odak olsa da, aynı teknikler bu tür antikor ve kemoterapi ile konjüge kompleksleri gibi diğer AuNP melez uygulanabilir. Bu ilkelere bağlı kalarak Deneyciler umarım hızla etkili bir RF kaynaklı termal Hyperthermic ajan olmak için herhangi bir nanomaterial için potansiyelini değerlendirmek gerekir.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Reagent/Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 ml gold nanoparticles (5 nm)</td>
			<td>Ted Pella, INC</td>
			<td>15702-5</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amicon Ultra-4/-15 Centrifugal Filter Units (50 kDa)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>UFC805024/UFC910096</td>
			<td>(4 ml and 15 ml volumes)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM X1 Cell Culture Media</td>
			<td>Cellgro</td>
			<td>10-101-CV</td>
			<td>(add extra nutrients as necessary)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F4135-500 ml</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper Tape</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>16072</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kanzius RF System (13.56 MHZ)</td>
			<td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR Camera</td>
			<td>FLIR SC 6000, FLIR Systems, Inc. (Boston, MA, USA)</td>
			<td>Contact FLIR</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.3 ml Quartz Cuvette</td>
			<td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon Sample holder with Rotary Stage</td>
			<td>ThermMed, LLC, Inc. (Erie, PA, USA)</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPECTROstar Nano Microplate reader</td>
			<td>BGM Labtech</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-Vis spectrometer</td>
			<td>Applied Nanofluorescence, Houston, TX)</td>
			<td>NS1 NanoSpectralyzer</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ICP-OES</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Optima 4300 DV</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer</td>
			<td>Malvern</td>
			<td>Zen 3600 Zetasizer</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocols for assessing radiofrequency interactions with gold nanoparticles and biological systems for non-invasive hyperthermia cancer therapy

Var olan muadillerine göre daha az toksik ve invazif kanser tedavileri son derece tercih edilir. Minimal toksisite neden vücudun derinlerine nüfuz RF elektrik alanlarının kullanımı, şu anda non-invaziv kanser tedavisinin uygun bir araç olarak çalışılmaktadır. Bu içselleştirilmiş nanopartiküller (NPS) ile RF enerji etkileşimleri sonuçta hücre nekrozu biten, daha sonra hücre (hipertermi) aşırı ısınmaya neden olabilir ısı kurtarmak için düşünülmüştür. Biyolojik olmayan sistemlerin durumda, son derece konsantre edildi NP koloidler tarafından serbest bırakılan ısı miktarının ilgili ayrıntılı protokolleri mevcut. Biyolojik sistemlerde, in vitro deneylerin halinde, etkili bir şekilde önemli ölçüde verileri örtücü kütle ortam ısıtma yapılar olmadan RF enerjisine kanser hücrelerini açığa çıkarmak için uyulması gereken teknikler ve koşullarını tarif eder. Son olarak, ayrıntılı bir metodoloji F vermeyeceğimveya ektopik karaciğer kanser tümörleri ile vivo fare modelleri.

1.. Bir örnek olarak AuNPs: NP koloitlerin RF ısıtma değerlendirilmesi. Bölüm 1.1 izledikten sonra - 1.2.3 5 nm ve 10 nm çapında AuNPs son derece konsantre, kararlı, ve saflaştırılmış çözüm bekliyoruz. Stok solüsyonu olarak satın-500 ml kaynaktan, 1.000 mg / L&#39;lik bir konsantrasyonda solüsyonun en azından bir 4 ml elde etmek için beklemek AuNPs ve bu konsantrasyonda plan DI su tampon çözeltisi arasında saatte fark olmalıdır ~ 0.25 ° C / sn &#39;dir ve Şe...

Watch this Scientific Journal Video about Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy at JoVE.com

Protocols for Assessing Radiofrequency Interactions with Gold Nanoparticles and Biological Systems for Non-invasive Hyperthermia Cancer Therapy

Biz 13.56 MHz radyofrekans (RF) etkileşimlerini araştırmak için kullanılan protokolleri açıklar hem biyolojik olmayan ve biyolojik sistemlerde (in vitro / in vivo) altın nanoparçacık koloitlerle elektrik-alanlar. Bu etkileşimler, kanser terapisinde uygulamalar için araştırılmaktadır.

Non-invaziv Hipertermi Kanser Tedavisi için Altın Nanoparçacıklannm ve Biyolojik Sistemleri ile Radyofrekans Etkileşimleri değerlendirilmesi için Protokoller

Cancer therapies  which are less toxic and invasive than their existing counterparts are highly  desirable. The use of RF electric-fields that penetrate ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Medicine

Genetics

Biotechnology

SCIENTISTS IN ACTION

Protocol for Long Duration Whole Body Hyperthermia in Mice

Farelerde Uzun Süre Whole Body Hipertermi için protokol

Hyperthermia is a general term used to define the increase in core body temperature above normal. It is often used to describe the increased core body ...

Staining Protocols for Human Pancreatic Islets

İnsan Pankreas Adacıklar için boyama Protokoller

Estimates of islet area and numbers and endocrine cell composition in the adult human pancreas vary from several hundred thousand to several million and ...

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Monitoring

Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring

Kanser Tedavisi İzleme Cerenkov Lüminesans Görüntüleme (CLI)

In  molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI)  are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. ...

Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants

Bebeklerde Serebral Metabolizma ve Hemodinamiğin Noninvaziv Optik Ölçüm

Perinatal brain injury remains a significant cause of infant mortality  and morbidity, but there is not yet an effective bedside tool that can  accurately ...

Non-invasive Assessment of Microvascular and Endothelial Function

Mikrovasküler ve Endotel Fonksiyonu Noninvaziv Değerlendirilmesi

The authors have utilized capillaroscopy and forearm blood flow techniques to investigate the role of microvascular dysfunction in pathogenesis of ...

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Transplantation into the Anterior Chamber of the Eye for Longitudinal, Non-invasive In vivo Imaging with Single-cell Resolution in Real-time

Boyuna, Non-invaziv için Eye Ön Kamara içine Nakli<em&gt; In vivo</emGerçek zamanlı Tek hücreli Çözünürlük&gt; Görüntüleme

Intravital imaging has emerged as an indispensable tool in biological research.  In the process, many imaging techniques have been developed to study ...

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Non-invasive Imaging and Analysis of Cerebral Ischemia in Living Rats Using Positron Emission Tomography with 18F-FDG

Pozitron Emisyon Tomografi ile kullanma Non-invaziv Görüntüleme ve Serebral iskemi Analizi Yaşam Sıçanlarda<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG

Stroke is the third leading cause of death among Americans 65 years of age or older1. The quality of life for patients who suffer from a stroke fails to ...

Murine Model for Non-invasive Imaging to Detect and Monitor Ovarian Cancer Recurrence

Non-invaziv Görüntüleme için fare modeli Algılama ve Monitör Yumurtalık Kanseri nüks için

Epithelial ovarian cancer is the most lethal gynecologic malignancy in the United States. Although patients initially respond to the current standard of ...

Non-invasive Assessment of the Efficacy of New Therapeutics for Intestinal Pathologies Using Serial Endoscopic Imaging of Live Mice

Canlı Fareler Seri endoskopik Görüntüleme kullanma Bağırsak Patolojilerde Yeni Therapeutics Etkinliğinin Non-invaziv Değerlendirme

Animal models of inflammatory bowel disease (IBD) and colorectal cancer (CRC) have provided significant insight into the cell intrinsic and extrinsic ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Non-invaziv Dorsiflexor kas fonksiyonu farelerde değerlendirilmesi

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...