Name: synthesis of immunotargeted magneto-plasmonic nanoclusters
Uploaded: 2014-08-22T16:00:00
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Este trabalho foi financiado em parte pelos subsídios NIH R01 e R01 EB008101 CA103830.

1. Aparelhos de Copos Preparação <ol><li> Usar equipamento de proteção adequado, ou seja, um jaleco, luvas descartáveis ​​e proteção para os olhos. </li><li> Conectar um balão de fundo redondo com um condensador e mergulhá-lo em um banho de óleo de silicone com uma monitorização de temperatura por um termómetro. Coloque uma fonte de calor (por exemplo, placa de aquecimento), sob o banho de óleo (Figura 1). Utilizar um termómetro capaz de medir a temperatura mais el...

<ol>
	<li>Bigall, N. C., Parak, W. J., Dorfs, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent,+magnetic+and+plasmonic&#8212;Hybrid+multifunctional+colloidal+nano+objects.">Fluorescent, magnetic and plasmonic&#8212;Hybrid multifunctional colloidal nano objects.</a> Nano Today. 7, 282-296 (2012).</li><li>Gautier, J., Allard-Vannier, E., Herve-Aubert, K., Souce, M., Chourpa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+strategies+of+hybrid+metallic+nanoparticles+for+theragnostic+applications.">Design strategies of hybrid metallic nanoparticles for theragnostic applications.</a> Nanotechnology. 24, 432002 (2013).</li><li>Wei, Q., Wei, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+with+dynamic+contrast+agents.">Optical imaging with dynamic contrast agents.</a> Chemistry. 17, 1080-1091 (2011).</li><li>Aaron, J. 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A., Bankson, J., Aaron, J., Sokolov, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybrid+plasmonic+magnetic+nanoparticles+as+molecular+specific+agents+for+MRI/optical+imaging+and+photothermal+therapy+of+cancer+cells.">Hybrid plasmonic magnetic nanoparticles as molecular specific agents for MRI/optical imaging and photothermal therapy of cancer cells.</a> Nanotechnology. 18, 325101 (2007).</li><li>Yu, 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=Dumbbell-like+bifunctional+Au-Fe3O4+nanoparticles.">Dumbbell-like bifunctional Au-Fe3O4 nanoparticles.</a> Nano letters. 5, 379-382 (2005).</li><li>Wang, L., 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=Monodispersed+core-shell+Fe3O4@Au+nanoparticles.">Monodispersed core-shell Fe3O4@Au nanoparticles.</a> The journal of physical chemistry. B. 109, 21593-21601 (2005).</li><li>Wang, H., Brandl, D. W., Le, F., Nordlander, P., Halas, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanorice:+a+hybrid+plasmonic+nanostructure.">Nanorice: a hybrid plasmonic nanostructure.</a> Nano letters. 6, 827-832 (2006).</li><li>Hu, X., 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=Trapping+and+Photoacoustic+Detection+of+CTCs+at+the+Single+Cell+per+Milliliter+Level+with+Magneto&#8208;Optical+Coupled+Nanoparticles.">Trapping and Photoacoustic Detection of CTCs at the Single Cell per Milliliter Level with Magneto&#8208;Optical Coupled Nanoparticles.</a> Small. 9, 2046-2052 (2013).</li><li>Truby, R. L., Emelianov, S. Y., Homan, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ligand-mediated+self-assembly+of+hybrid+plasmonic+and+superparamagnetic+nanostructures.">Ligand-mediated self-assembly of hybrid plasmonic and superparamagnetic nanostructures.</a> Langmuir. 29, 2465-2470 (2013).</li><li>Bai, F., 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+Versatile+Bottom&#8208;up+Assembly+Approach+to+Colloidal+Spheres+from+Nanocrystals.">A Versatile Bottom&#8208;up Assembly Approach to Colloidal Spheres from Nanocrystals.</a> Angewandte Chemie International Edition. 46, 6650-6653 (2007).</li></ol>

As etapas críticas na síntese bem-sucedida de nanopartículas de magneto-plasmônica incluem tornar altamente monodispersos ouro primário shell / núcleo de ferro óxido de nanopartículas e dirigir a auto-montagem das partículas primárias em nanopartículas. A proporção molar entre as partículas primárias e surfactantes desempenham um papel importante na determinação da distribuição do tamanho das nanopartículas. Distribuição de tamanho não uniforme das nanopartículas primárias podem causar a formaç...

Nanopartículas híbridas, compreendendo diferentes materiais com propriedades físico-químicas distintas pode abrir novas oportunidades em aplicações biomédicas, incluindo imagens multimodal molecular, a administração de terapêutica e acompanhamento, nova triagem e testes de diagnóstico 1-3. A combinação de propriedades magnéticas e plasmonic num nanopartículas é de particular interesse uma vez que proporciona uma muito forte absorção de luz e dispersão de secções transversais associadas com ressonâncias plasmon e capacidade de resposta a um campo magnético. Por exemplo, as nanopartículas magneto-plasmonic foram usadas para aumentar o contraste de imagem de campo escuro de células marcadas por aplicação de uma modulação de sinal temporal, através de um electroíman externo 3-5. Mais recentemente, um princípio semelhante foi aplicada no desenvolvimento de uma nova modalidade de imagens - imagiologia magneto-fotoacústica, onde nanopartículas magneto-plasmónico permitir grandes melhorias em contraste rato e de sinal para fundoio 6,7. Mostrou-se também que as nanopartículas híbridas podem ser usadas para a captura e detecção de células tumorais em circulação em todo o sangue e in vivo 8,9 simultânea. Além disso, as nanopartículas magneto-plasmônicos são promissores agentes theranostic que podem ser usados ​​para imagiologia óptica molecular e MR especifica combinada com a terapia de células cancerosas fototérmica 10. Várias abordagens foram exploradas para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico. Por exemplo, Yu et al. Decomposição utilizado e a oxidação de Fe (CO) 5, em nanopartículas de ouro para formar haltere-bifuncionais como Au-Fe 3 O 4 nanopartículas 11. Wang et al. Sintetizaram nanopartículas de óxido de ferro revestidas com ouro usando o método de decomposição térmica 12. Alguns outros métodos baseiam-se em polímero de revestimento ou de amina moléculas funcionais a nanopartículas de núcleo magnético, seguido de deposição de agshell de idade sobre a superfície do polímero para criar o híbrido partículas 7,13. Além disso, as nanopartículas de óxido de ferro foram anexados ao nanobastões de ouro via interações eletrostáticas ou uma reação química 14,15. Embora estas abordagens produzir nanoestruturas magneto-plasmonic, que comprometem a algumas propriedades de extensão da combinação magneto-plasmónico como absorvância óptica na janela do infravermelho próximo (NIR), ou um forte momento magnético ambos os quais são altamente desejáveis ​​em aplicações biomédicas. Por exemplo, haltere Au-Fe 3 O 4 nanopartículas tem um pico de ressonância de plasmon de a 520 nm, o que limita a sua utilidade in vivo devido à turvação elevado tecido nesta gama espectral. Além disso, as nanopartículas magneto-plasmónico produzidas por protocolos correntes estão limitados a apenas um ou alguns (11 a menos de 10) 14,15 metades superparamagnéticas (por exemplo, nanopartículas de óxido de ferro) que é significativamente menor do que poderia ser achquistada em uma nanoestrutura densamente. Por exemplo, a 60 nm de diâmetro das nanopartículas esféricas densamente pode conter na ordem de um milhar de 6 nanopartículas superparamagnéticas nm. Por conseguinte, existe uma grande margem para melhorar as propriedades magnéticas das nanopartículas híbridas. Além disso, alguns dos protocolos anteriormente descritos são relativamente complexas e requerem optimização cuidadosa, a fim de evitar a agregação das partículas durante a síntese 14,15. Aqui, nós descrevemos um protocolo para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico com um forte momento magnético e uma forte absorvância NIR que aborda as principais limitações da técnica actual. A síntese tem suas origens no método 16 microemulsão óleo em água. Ele baseia-se na montagem de nanopartículas de um tamanho desejado de uma muito menores partículas primárias. Esta abordagem tem sido utilizada com sucesso para a produção de nanoestruturas de um único material, tal como ouro, óxido de ferro, e pri semicondutormary partículas 16. Nós alargado a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica, por um lado, fazendo 6 nm de diâmetro de concha de ouro / núcleo de ferro óxido de partículas e, em seguida, montar as partículas híbridas primárias para a nanoestrutura esférico final. Montagem partículas primárias em nanopartículas não só permite melhorar as propriedades das nanopartículas constituintes, tais como realização de um momento magnético mais forte, preservando as propriedades superparamagnéticas, mas também tira proveito da interação entre nanopartículas individuais, criando assim novas características ausentes das nanopartículas constituintes, como a forte absorção óptica na janela de NIR. Este protocolo resulta nanopartículas híbridas com uma alta densidade de funcionalidades magnéticos e plasmonic. Depois de as partículas primárias são sintetizados, o nosso método é essencialmente uma reacção simples de um só recipiente. A força total de ressonância de plasmon de momento magnético e são determinadas por um certo número de partículas primárias e, utrasntes, pode ser facilmente otimizado de acordo com o pedido. Além disso, também desenvolvemos um procedimento para anticorpo conjugação com as nanopartículas híbridas para várias aplicações biomédicas que exigem segmentação específica molecular. Os anticorpos são ligados através da unidade Fc deixando a porção Fab que é responsável pela ligação ao antigénio disponíveis para direccionamento.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="738">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:101px;">Company</td>
			<td style="width:139px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:247px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:253px;">PYREX 50mL Round Bottom Boiling Flask with Short Neck &#38; 24/40 [ST] Joint</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">4320A-50</td>
			<td>Thermal decomposition reaction</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:253px;">PYREX 41 x 300mm 5-Bulb Allihn Condenser with 24/40 [ST] Outer/Inner Joints</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">2480-300</td>
			<td>Thermal decomposition reaction</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Silicone Oil</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">S159-500</td>
			<td>Oil bath</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Hot Plate Stirrer</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">PC-351</td>
			<td>Heat the reacton with stirring function</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Thermometer</td>
			<td>ThermoWorks</td>
			<td style="width:139px;">221-092</td>
			<td>Measure temperature</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:253px;">Iron (III) Acetylacetonate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">AC11913-0250</td>
			<td rowspan="7" style="width:247px;">Materials for primary hybrid nanoparticles synthesis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Oleic Acid 99%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">A195-500</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Gold (III) Acetate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">AA3974206</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Hexane</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">H292-1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Phenyl Ether 99%</td>
			<td>Fisher</td>
			<td style="width:139px;">AC13060-0025</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1,2-Hexadecanediol 90%</td>
			<td>Sigma</td>
			<td style="width:139px;">213748-50G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Oleylamine 70%</td>
			<td>Sigma</td>
			<td style="width:139px;">O7805-100G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Sodium Dodecyl Sulfate</td>
			<td style="width:101px;">Fisher</td>
			<td style="width:139px;">BP166-100</td>
			<td rowspan="2" style="width:247px;">Cluster synthesis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Sodium Citrate Dihydrate</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">W302600</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Monoclonal Anti-EGF Receptor Antibody</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">E2156</td>
			<td style="width:247px;">Cell labeling specificity test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Monoclonal Anti-HER2 Antibody</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">AMAB90627</td>
			<td style="width:247px;">Cell labeling specificity test</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Sodium Periodate</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">311448</td>
			<td style="width:247px;">Oxidate Fc region of antibodies</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Dithiolaromatic PEG6-CONHNH2</td>
			<td style="width:101px;">SensoPath Technologies</td>
			<td style="width:139px;">SPT-0014B</td>
			<td style="width:247px;">Heterofunctional linker for antibody conjugation to nanoclusters</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Methoxy-PEG-thiol, 5k</td>
			<td style="width:101px;">Creative PEGworks</td>
			<td style="width:139px;">PLS-604</td>
			<td style="width:247px;">Passivate the remaining gold surface after antibody conjugation</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:253px;">Amicon Ultra-4 Centrifugal Filter Unit with Ultracel-10 membrane</td>
			<td style="width:101px;">Millipore</td>
			<td style="width:139px;">UFC801008</td>
			<td style="width:247px;">Protien purification</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">HEPES</td>
			<td style="width:101px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">H3375</td>
			<td style="width:247px;">Buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">PBS, 1X Solution</td>
			<td style="width:101px;">Fisher</td>
			<td style="width:139px;">BP2438-20</td>
			<td style="width:247px;">Buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">UV&#8722;vis Spectroscopy</td>
			<td style="width:101px;">BioTek&#160;</td>
			<td style="width:139px;">Synergy HT</td>
			<td style="width:247px;">Obtain spectrum</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5810R</td>
			<td>Separation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transmission Electron Microscope</td>
			<td>FEI</td>
			<td>TECNAI G2 F20 X-TWIN</td>
			<td>Obtain morphology of nanostructures</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Upright microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>DM6000</td>
			<td>Obtain dark-field images</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sonicator</td>
			<td>Branson</td>
			<td>1510</td>
			<td>Sonication</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">Carbon Film 300 Mesh Grid</td>
			<td>EMS</td>
			<td style="width:139px;">CF300-Cu</td>
			<td>TEM imaging</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:253px;">96-well Plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td style="width:139px;">09-761-145</td>
			<td>UV-vis reading plate</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of immunotargeted magneto-plasmonic nanoclusters

Propriedades magnéticas e plasmonic combinadas em um único nanopartícula proporcionar uma sinergia que é vantajoso em algumas aplicações biomédicas, incluindo aumento de contraste em novas modalidades de imagem magnetomotrizes, captação simultânea e detecção de células tumorais em circulação (CTC), e imagiologia molecular multimodal combinada com terapia fototérmica de células cancerosas. Estas aplicações têm estimulado um interesse significativo no desenvolvimento de protocolos para a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica com absorção óptica na região do infravermelho próximo (NIR) e um forte momento magnético. Aqui, nós apresentamos um novo protocolo para a síntese de tais nanopartículas híbridas que é baseada num método de microemulsão óleo-em-água. A característica única do protocolo aqui descrito é a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica de vários tamanhos de blocos primários que também têm características magneto-plasmônicos. Esta abordagem produz nanopartículas com uma alta densidade de funcionalidades magnéticos e plasmonic que são distribuídos uniformemente em todo o volume de nanopartículas. As nanopartículas híbridos podem ser facilmente funcionalizados anexando anticorpos através da porção Fc deixando a porção Fab que é responsável pela ligação ao antigénio disponíveis para direccionamento.

Um esquema para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico immunotargeted é mostrado na Figura 2. Primeiro, magnéticos Fe 3 O 4 nanopartículas de óxido de ferro são sintetizados através do método de decomposição térmica. Em seguida, um a cerca de 1 nm de ouro casca fina é depositado sobre as partículas de núcleo de óxido de ferro, através da decomposição térmica. As nanopartículas híbridos primários cerca de 6 nm servem como sementes pa...

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Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Aqui, nós descrevemos um protocolo para a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica com um forte momento magnético e um (NIR) absorção forte de infravermelho próximo. O protocolo também inclui a conjugação de anticorpos para as nanopartículas, através da unidade Fc para diversas aplicações biomédicas que requerem direccionamento específico molecular.

Síntese de Immunotargeted magneto-plasmónico Nanoclusters

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

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