Name: surface-enhanced resonance raman scattering nanoprobe ratiometry for detecting microscopic ovarian cancer via folate receptor targeting
Uploaded: 2019-03-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Surface-enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detecting Microscopic Ovarian Cancer via Folate Receptor Targeting at JoVE.com

מקורות המימון (ל M.F.K.) הם הכירו: NIH R01 EB017748, R01 CA222836, K08 CA16396; דיימון ראניון-Rachleff חדשנות פרס DRR-29-14, כיכר פרשינג זון פרס על ידי כיכר פרשינג זון סרטן מחקר הברית, והן MSKCC מרכז הדמיה מולקולרית & ננוטכנולוגיה (CMINT) ופיתוח טכנולוגיה מעניקה. התודות הם גם להרחיב את התמיכה מימון גרנט המסופקים על ידי מענק הליבה-NIH MSKCC (P30-CA008748).

מחקרים שנעשו בבעלי חיים כל אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה של ממוריאל סלואן קטרינג במרכז לחקר הסרטן (#06-07-011).
1. זהב Nanostar הליבה סינתזה
הערה: Nanostars זהב משמשים ליבות בשני טעמים של nanoprobes SERRS השתמשו בניסוי זה.
<ol><li>להכין 800 מ ל 60 מ מ חומצ?...

<ol>
	<li>Oseledchyk, A., Andreou, C., Wall, M. A., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Folate-Targeted+Surface-Enhanced+Resonance+Raman+Scattering+Nanoprobe+Ratiometry+for+Detection+of+Microscopic+Ovarian+Cancer.">Folate-Targeted Surface-Enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detection of Microscopic Ovarian Cancer.</a> ACS Nano. 11 (2), 1488-1497 (2017).</li><li>Andreou, 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=Imaging+of+Liver+Tumors+Using+Surface-Enhanced+Raman+Scattering+Nanoparticles.">Imaging of Liver Tumors Using Surface-Enhanced Raman Scattering Nanoparticles.</a> ACS Nano. 10 (5), 5015-5026 (2016).</li><li>Karabeber, 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=Guiding+brain+tumor+resection+using+surface-enhanced+Raman+scattering+nanoparticles+and+a+hand-held+Raman+scanner.">Guiding brain tumor resection using surface-enhanced Raman scattering nanoparticles and a hand-held Raman scanner.</a> ACS Nano. 8 (10), 9755-9766 (2014).</li><li>Kircher, M. 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+brain+tumor+molecular+imaging+strategy+using+a+new+triple-modality+MRI-photoacoustic-Raman+nanoparticle.">A brain tumor molecular imaging strategy using a new triple-modality MRI-photoacoustic-Raman nanoparticle.</a> Nature Medicine. 18 (5), 829-834 (2012).</li><li>Andreou, C., Kishore, S. A., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy:+A+New+Modality+for+Cancer+Imaging.">Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: A New Modality for Cancer Imaging.</a> Journal of Nuclear Medicine. 56 (9), 1295-1299 (2015).</li><li>Harmsen, 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=Rational+design+of+a+chalcogenopyrylium-based+surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanoprobe+with+attomolar+sensitivity.">Rational design of a chalcogenopyrylium-based surface-enhanced resonance Raman scattering nanoprobe with attomolar sensitivity.</a> Nature Communications. 6, 6570 (2015).</li><li>Harmsen, 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=Surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanostars+for+high-precision+cancer+imaging.">Surface-enhanced resonance Raman scattering nanostars for high-precision cancer imaging.</a> Science Translational Medicine. 7 (271), 271ra277 (2015).</li><li>Harmsen, S., Wall, M. A., Huang, R., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+imaging+using+surface-enhanced+resonance+Raman+scattering+nanoparticles.">Cancer imaging using surface-enhanced resonance Raman scattering nanoparticles.</a> Nature Protocols. 12 (7), 1400-1414 (2017).</li><li>Huang, 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=High+Precision+Imaging+of+Microscopic+Spread+of+Glioblastoma+with+a+Targeted+Ultrasensitive+SERRS+Molecular+Imaging+Probe.">High Precision Imaging of Microscopic Spread of Glioblastoma with a Targeted Ultrasensitive SERRS Molecular Imaging Probe.</a> Theranostics. 6 (8), 1075-1084 (2016).</li><li>Iacono, P., Karabeber, H., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+&amp;#34;schizophotonic&amp;#34;+all-in-one+nanoparticle+coating+for+multiplexed+SE(R)RS+biomedical+imaging.">A &amp;#34;schizophotonic&amp;#34; all-in-one nanoparticle coating for multiplexed SE(R)RS biomedical imaging.</a> Angewandte Chemie, International Edition in English. 53 (44), 11756-11761 (2014).</li><li>Spaliviero, 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=Detection+of+Lymph+Node+Metastases+with+SERRS+Nanoparticles.">Detection of Lymph Node Metastases with SERRS Nanoparticles.</a> Molecular Imaging and Biology. 18 (5), 677-685 (2016).</li><li>Nayak, T. 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=Tissue+factor-specific+ultra-bright+SERRS+nanostars+for+Raman+detection+of+pulmonary+micrometastases.">Tissue factor-specific ultra-bright SERRS nanostars for Raman detection of pulmonary micrometastases.</a> Nanoscale. 9 (3), 1110-1119 (2017).</li><li>Thakor, A. 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=The+fate+and+toxicity+of+Raman-active+silica-gold+nanoparticles+in+mice.">The fate and toxicity of Raman-active silica-gold nanoparticles in mice.</a> Science Translational Medicine. 3 (79), 79ra33 (2011).</li><li>Liu, 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=Effects+of+Cd-based+Quantum+Dot+Exposure+on+the+Reproduction+and+Offspring+of+Kunming+Mice+over+Multiple+Generations.">Effects of Cd-based Quantum Dot Exposure on the Reproduction and Offspring of Kunming Mice over Multiple Generations.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 23-37 (2017).</li><li>Wu, N., 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=The+biocompatibility+studies+of+polymer+dots+on+pregnant+mice+and+fetuses.">The biocompatibility studies of polymer dots on pregnant mice and fetuses.</a> Nanotheranostics. 1 (3), 261-271 (2017).</li><li>Garai, 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=High-sensitivity+real-time,+ratiometric+imaging+of+surface-enhanced+Raman+scattering+nanoparticles+with+a+clinically+translatable+Raman+endoscope+device.">High-sensitivity real-time, ratiometric imaging of surface-enhanced Raman scattering nanoparticles with a clinically translatable Raman endoscope device.</a> Journal of Biomedical Optics. 18 (9), 096008 (2013).</li><li>Wang, Y. W., 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=Rapid+ratiometric+biomarker+detection+with+topically+applied+SERS+nanoparticles.">Rapid ratiometric biomarker detection with topically applied SERS nanoparticles.</a> Technology (Singap World Sci). 2 (2), 118-132 (2014).</li><li>Lengyel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ovarian+cancer+development+and+metastasis.">Ovarian cancer development and metastasis.</a> American Journal of Pathology. 177 (3), 1053-1064 (2010).</li><li>Vergote, I. B., Marth, C., Coleman, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+folate+receptor+in+ovarian+cancer+treatment:+evidence,+mechanism,+and+clinical+implications.">Role of the folate receptor in ovarian cancer treatment: evidence, mechanism, and clinical implications.</a> Cancer and Metastasis Reviews. 34 (1), 41-52 (2015).</li><li>Fasolato, 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=Folate-based+single+cell+screening+using+surface+enhanced+Raman+microimaging.">Folate-based single cell screening using surface enhanced Raman microimaging.</a> Nanoscale. 8 (39), 17304-17313 (2016).</li><li>Wang, Y. W., 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=Raman-Encoded+Molecular+Imaging+with+Topically+Applied+SERS+Nanoparticles+for+Intraoperative+Guidance+of+Lumpectomy.">Raman-Encoded Molecular Imaging with Topically Applied SERS Nanoparticles for Intraoperative Guidance of Lumpectomy.</a> Cancer Research. 77 (16), 4506-4516 (2017).</li><li>Andreou, C., Pal, S., Rotter, L., Yang, J., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Imaging+in+Nanotechnology+and+Theranostics.">Molecular Imaging in Nanotechnology and Theranostics.</a> Molecular Imaging and Biology. 19 (3), 363-372 (2017).</li><li>Chitgupi, U., Qin, Y., Lovell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+Nanomaterials+for+Phototherapy.">Targeted Nanomaterials for Phototherapy.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 38-58 (2017).</li><li>Choi, 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=Iodinated+Echogenic+Glycol+Chitosan+Nanoparticles+for+X-ray+CT/US+Dual+Imaging+of+Tumor.">Iodinated Echogenic Glycol Chitosan Nanoparticles for X-ray CT/US Dual Imaging of Tumor.</a> Nanotheranostics. 2 (2), 117-127 (2018).</li><li>Dubey, R. 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=Novel+Hyaluronic+Acid+Conjugates+for+Dual+Nuclear+Imaging+and+Therapy+in+CD44-Expressing+Tumors+in+Mice+In+Vivo.">Novel Hyaluronic Acid Conjugates for Dual Nuclear Imaging and Therapy in CD44-Expressing Tumors in Mice In Vivo.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 59-79 (2017).</li><li>Gupta, M. K., 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+strategies+to+design+vascular+theranostic+nanoparticles.">Recent strategies to design vascular theranostic nanoparticles.</a> Nanotheranostics. 1 (2), 166-177 (2017).</li><li>Huang, Y. J., Hsu, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRAIL-functionalized+gold+nanoparticles+selectively+trigger+apoptosis+in+polarized+macrophages.">TRAIL-functionalized gold nanoparticles selectively trigger apoptosis in polarized macrophages.</a> Nanotheranostics. 1 (3), 326-337 (2017).</li><li>Pal, S., Harmsen, S., Oseledchyk, A., Hsu, H. T., Kircher, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MUC1+Aptamer+Targeted+SERS+Nanoprobes.">MUC1 Aptamer Targeted SERS Nanoprobes.</a> Advanced Functional Materials. 27 (32), (2017).</li><li>Zanganeh, 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=Iron+oxide+nanoparticles+inhibit+tumour+growth+by+inducing+pro-inflammatory+macrophage+polarization+in+tumour+tissues.">Iron oxide nanoparticles inhibit tumour growth by inducing pro-inflammatory macrophage polarization in tumour tissues.</a> Nat Nanotechnol. 11 (11), 986-994 (2016).</li><li>Lee, J., Lee, Y. M., Kim, J., Kim, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxorubicin/Ce6-Loaded+Nanoparticle+Coated+with+Polymer+via+Singlet+Oxygen-Sensitive+Linker+for+Photodynamically+Assisted+Chemotherapy.">Doxorubicin/Ce6-Loaded Nanoparticle Coated with Polymer via Singlet Oxygen-Sensitive Linker for Photodynamically Assisted Chemotherapy.</a> Nanotheranostics. 1 (2), 196-207 (2017).</li><li>Li, R., Zheng, K., Yuan, C., Chen, Z., Huang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Be+Active+or+Not:+the+Relative+Contribution+of+Active+and+Passive+Tumor+Targeting+of+Nanomaterials.">Be Active or Not: the Relative Contribution of Active and Passive Tumor Targeting of Nanomaterials.</a> Nanotheranostics. 1 (4), 346-357 (2017).</li><li>Lin, S. Y., Huang, R. Y., Liao, W. C., Chuang, C. C., Chang, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multifunctional+PEGylated+Albumin/IR780/Iron+Oxide+Nanocomplexes+for+Cancer+Photothermal+Therapy+and+MR+Imaging.">Multifunctional PEGylated Albumin/IR780/Iron Oxide Nanocomplexes for Cancer Photothermal Therapy and MR Imaging.</a> Nanotheranostics. 2 (2), 106-116 (2018).</li><li>Roberts, 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=Sonophore-enhanced+nanoemulsions+for+optoacoustic+imaging+of+cancer.">Sonophore-enhanced nanoemulsions for optoacoustic imaging of cancer.</a> Chemical Science (Royal Society of Chemistry: 2010). 9 (25), 5646-5657 (2018).</li><li>Liu, L., Ruan, Z., Yuan, P., Li, T., Yan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+Self-Sufficient+Amphiphilic+Polypeptide+Nanoparticles+Encapsulating+BODIPY+for+Potential+Near+Infrared+Imaging-guided+Photodynamic+Therapy+at+Low+Energy.">Oxygen Self-Sufficient Amphiphilic Polypeptide Nanoparticles Encapsulating BODIPY for Potential Near Infrared Imaging-guided Photodynamic Therapy at Low Energy.</a> Nanotheranostics. 2 (1), 59-69 (2018).</li><li>Liu, R., Tang, J., Xu, Y., Zhou, Y., Dai, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-sized+Indocyanine+Green+J-aggregate+as+a+One-component+Theranostic+Agent.">Nano-sized Indocyanine Green J-aggregate as a One-component Theranostic Agent.</a> Nanotheranostics. 1 (4), 430-439 (2017).</li><li>Sneider, A., VanDyke, D., Paliwal, S., Rai, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remotely+Triggered+Nano-Theranostics+For+Cancer+Applications.">Remotely Triggered Nano-Theranostics For Cancer Applications.</a> Nanotheranostics. 1 (1), 1-22 (2017).</li><li>Wall, M. 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=Surfactant-Free+Shape+Control+of+Gold+Nanoparticles+Enabled+by+Unified+Theoretical+Framework+of+Nanocrystal+Synthesis.">Surfactant-Free Shape Control of Gold Nanoparticles Enabled by Unified Theoretical Framework of Nanocrystal Synthesis.</a> Advanced Materials. 29 (21), (2017).</li><li>Sonali, , 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=Nanotheranostics:+Emerging+Strategies+for+Early+Diagnosis+and+Therapy+of+Brain+Cancer.">Nanotheranostics: Emerging Strategies for Early Diagnosis and Therapy of Brain Cancer.</a> Nanotheranostics. 2 (1), 70-86 (2018).</li></ol>

הפרוטוקול המתואר כאן מספק הדרכה עבור הסינתזה של שני "טעמים" של SERRS nanoprobes, ותעסוקה שלהם בעכברים ראמאן הדמיה של השחלות גידול overexpressing הקולטן חומצה פולית, שימוש באלגוריתם רציומטרי. היתרון העיקרי של ראמאן הדמיה על טכניקות דימות אופטי אחרות (כגון קרינה פלואורסצנטית) הוא יחודיות גבוהה של האות nanopr...

ראמאן הדמיה עם 'פיזור ראמאן משופרת משטח' חלקיקים (SERS) הראו הבטחה גדולה ב בהתוויית נגעים במגוון של הגדרות וסוגי לגידול שונים רבים1,2,3,4 . היתרון העיקרי של חלקיקים SERS היא חתימה ספקטרלי שלהם, כמו טביעות אצבע, מנקר אותם unquestionable זיהוי זה הוא לא מבולבל על ידי הרקע הביולוגי אותות5. בנוסף, עוצמת האות הנפלט עוד יותר מוגבר עם השימוש של מולקולות כתב (צבעים) עם ספיגת maxima בקנה אחד עם הלייזר עירור, והוליד "פיזור משופר משטח תהודה ראמאן" (SERRS) חלקיקים עם אפילו יותר רגישות6,7,8,9,10,11,12.
מכשול אחד צריך לטפל עבור האימוץ של חלקיקים SE(R)RS13 ו רבים אחרים nanoparticle בונה14,15 לשימוש קליני הוא שלהם במצב של הממשל, כפי לעירוי הזרקה גורמת מערכתית חשיפת הסוכן, ולא מחייבת בדיקות מקיפות כדי לא לכלול תופעות לוואי אפשריות. במאמר זה, אנו מציגים פרדיגמה שונה המבוססת על היישום של חלקיקים באופן מקומי ויוו, ישירות לתוך חלל הצפק במהלך הניתוח, ואחריו צעד כביסה כדי להסיר את כל חלקיקי לא מאוגדת1. גישה זו עולה בקנה אחד עם רומן גישות טיפוליות הנמצאות תחת חקירה גם שימוש מקומי החדרה של סוכנים לתוך חלל הצפק, נקרא כימותרפיה מחוממת בקרום הבטן (HIPEC). לכן, העיקרון עצמו צריך להיות קל יחסית לשלב לתוך זרימת עבודה קלינית. חקרו את biodistribution של חלקיקים לאחר היישום בקרום הבטן, ואנו לא מקיימות בכל ספיגתו מחזור מערכתי1לזיהוי. בנוסף, הגישה יישום מקומי עוקף את פחמיות של חלקיקים על ידי מערכת reticuloendothelial, כך המספרים של חלקיקים נדרש מופחתים בצורה ניכרת. עם זאת, כאשר למריחה על העור, חלקיקים functionalized-נוגדן נוטים לדבוק על כל אחד מהמשטחים הקרביים אפילו בהיעדר המטרה שלהם. על מנת למזער את אותות חיובי כוזב עקב הידבקות nanoparticle שאינם ספציפיים, אנחנו רודפים אחרי בגישה רציומטרי, איפה nanoprobe מולקולרי יישוב מספק את האות ספציפי, nanoprobe של שליטה שאינן ממוקדות, עם ספקטרום ראמאן שונה, חשבונות שאינם ספציפיים רקע16,17. הראו מתודולוגיה זו של תהודה משופרת משטח למריחה ספקטרוסקופיית ראמאן רציומטרי לאחרונה במודל של עכברים של סרטן השחלות ' מאטום לשקוף '1.
המטרה הכוללת של שיטה זו היא לפתח שני nanoprobes SERRS, אחד ממוקד, אחד שאינם ספציפיים, להיות מיושם באופן מקומי במודלים של העכבר, על מנת תמונה של ביטוי/השכיחות של סרטן הקשורים סמן באמצעות זיהוי רציומטרי של שני רגשים ויה ראמאן הדמיה. בעבודה זאת, הקולטן חומצה פולית (FR) נבחרה כיעד, כמו זה upregulated סמן סרטן השחלות רבים18,19. Microimaging ראמאן עם חלקיקים מבוססי SERS הוכח גם עבור סרטן תאים זיהוי20. שלושה ייחודי "טעמים" של ראמאן חלקיקים הם מסונתז, אחד הנובעות טביעות האצבע שלה צבע אורגניים שונים. חלקיקים מורכב בצורת כוכב זהב גרעין מוקף פגז סיליקה ומדגימים פלזמון משטח תהודה כ 710 ננומטר. הכתב ראמאן (צבען אורגני) הוא להפקיד במקביל להיווצרות מעטפת סיליקה. לבסוף, עבור nanoprobes, ממוקדות FR (αFR-NPs) הפגז סיליקה הוא מצומדת עם נוגדנים, ואילו nanoprobes שאינן ממוקדות (nt-NPs) הן passivated עם טפט של פוליאתילן גליקול (PEG).
טכניקה זו שימש בהצלחה למפות מיקרוסקופיים גידולים במודל xenograft של העכבר של ' מאטום לשקוף ' סרטן שחלה גרורתי (SKOV-3), הממחיש את תחולתן לשימוש ויוו. ניתן להאריך אותו גם עבור שימוש ברקמות נכרת, גידול phenotyping, או קביעת שוליים לאחר debulking כפי שמוצג המחקר cognate21.
SERRS nanoprobes מספקים פלטפורמה חזקה להקמת יישוב תגיות מרובות עבור סמנים ביולוגיים, מסונתז עם תגובות כימיות פשוטה כפי שתואר סכמטי באיור1. כאן, אנו מציגים את פרוטוקול הסינתזה של שני סוגים של SERRS nanoprobes (סעיפים 1-3), הפיתוח של מודל העכבר מתאים סרטן השחלות (סעיף 4), הממשל של nanoprobes והדמיה (סעיף 5), ולבסוף ניתוח הנתונים, ויזואליזציה (סעיף 6).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:764px;" width="764">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:285px;">Name of Reagent</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td style="width:132px;"></td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Ascorbic acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A5960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">3-MPTMS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>175617</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Ammonium hydroxide (28%)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>338818</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Anti-Folate Receptor antibody [LK26]&#160;</td>
			<td>AbCam</td>
			<td>ab3361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right">276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Dimethyl sulfoxide (anhydrous)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>792780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">IR140</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>260932</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">IR780 perchlorate*</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>576409</td>
			<td>Discontinued*</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Isopropanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>650447</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">N.N.Dimethylformamide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>227056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">PEG crosslinker</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>757853</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">PEG-maleimide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>900339</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Tetrachloroauric Acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244597</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Tetraethyl Orthosilicate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>86578</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">*IR792</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>425982</td>
			<td>*Alternative</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Name of Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Dialysis cassette (3,500 MWCO)</td>
			<td>ThermoFIsher</td>
			<td align="right">87724</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Centrifugal filters</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>UFC510096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">inVia confocal Raman microscope</td>
			<td>Renishaw</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">MATLAB (v2014b)</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PLS Toolbox (v8.0)</td>
			<td>Eigenvector research</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

surface-enhanced resonance raman scattering nanoprobe ratiometry for detecting microscopic ovarian cancer via folate receptor targeting

סרטן השחלות מייצג הגידול גניקולוגיות הקטלני ביותר. רוב החולים להציג בשלב מתקדם (פיגו שלב III או IV), כאשר מקומית גרורתי מורחים כבר התרחשה. עם זאת, סרטן השחלות יש תבנית ייחודית של התפשטות גרורתית, כי שתלים גידול נכללות בתחילה חלל הצפק. תכונה זו עלולה לאפשר, עקרונית, על כריתה מלאה של הגידול שתלים עם כוונת המרפא. רבים נגעים גרורתי הם מיקרוסקופיים, שהופך אותם קשה לזהות ולטפל. נטרול micrometastases כזה הוא האמין להיות יעד מרכזי לקראת חיסול הישנות הגידול ולהשיג ההישרדות לטווח ארוך. ראמאן הדמיה עם משטח תהודה משופרת nanoprobes פיזור ראמאן ניתן להתוות מיקרוסקופיים גידולים עם רגישות גבוהה, בשל שלהם בהיר, חתימות ספקטרליות bioorthogonal. כאן, אנו מתארים את הסינתזה של שני 'טעמים' של nanoprobes כזה: סטריאוטיפ functionalized-נוגדן שמכוונת את הקולטן חומצה פולית – overexpressed בסרטן השחלות רבים — ואת nanoprobe של שליטה שאינן ממוקדות, עם ספקטרה ברורים. Nanoprobes הם שיתוף בניהול intraperitoneally את העכבר דגמי גרורתי אדנוקרצינומה השחלות אנושי. מחקרים שנעשו בבעלי חיים כל אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה של ממוריאל סלואן קטרינג במרכז לחקר הסרטן. חלל הצפק החיות בניתוח חשוף, שטף, סריקה עם microphotospectrometer ראמאן. לאחר מכן, החתימות ראמאן של nanoprobes שני decoupled שימוש באלגוריתם התאמת הריבועים הפחותים קלאסית, ציוני הקבלה שלהם בהתאמה לחלק לספק אות רציומטרי של חומצה פולית, ממוקדות על הגששים untargeted. בדרך זו, גרורות מיקרוסקופיות הם דמיינו עם ירידה לפרטים גבוה. היתרון העיקרי של גישה זו הוא כי יישום מקומי לתוך חלל הצפק — אשר יכול להיעשות באופן נוח במהלך הליך כירורגי — ניתן לתייג גידולים בלי החולה לחשיפה nanoparticle מערכתית. חיובי כוזב אותות הנובעות שאינם ספציפיים עקידת nanoprobes על גבי משטחים הקרביים ניתן לסלק על-ידי ביצוע בגישה רציומטרי שבו מוחלות nanoprobes לסריקה והתיקיות שאינן ממוקדות עם חתימות ראמאן ברורים כמו תערובת. ההליך כיום עדיין מוגבל על ידי חוסר ראמאן רחב-שדה מסחרי מערכת המצלמה, שיאפשר פעם זמין עבור היישום של טכניקה זו בתיאטרון ההפעלה הדמיה.

למטרות בקרת איכות, חלקיקים יכול להיות מאופיין באמצעות מגוון של שיטות במהלך תהליך סינתזה, לרבות TEM, DLS, ננו-חלקיק מעקב ניתוח ו- UV/Vis ספיגת ספקטרוסקופיה, כמוצג באיור2.
בדרך זו, את גודל גרעין nanostar זהב (שמתואר סעיף 1), היווצרות של המ...

Watch this Scientific Journal Video about Surface-enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detecting Microscopic Ovarian Cancer via Folate Receptor Targeting at JoVE.com

Surface-enhanced Resonance Raman Scattering Nanoprobe Ratiometry for Detecting Microscopic Ovarian Cancer via Folate Receptor Targeting

סרטן השחלות טפסים גרורות לאורך כל חלל הצפק. כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי להפוך, שימוש חומצה פולית-קולטן ממוקד תהודה משופרת משטח nanoprobes פיזור ראמאן לגלות נגעים עם ירידה לפרטים גבוהה באמצעות הדמיה רציומטרי. Nanoprobes מנוהלים intraperitoneally חי לעכברים, הדימויים נגזר לתאם עם היסטולוגיה.

ראמאן תהודה משופרת השטח פיזור Nanoprobe Ratiometry לגילוי סרטן השחלות מיקרוסקופיים באמצעות חומצה פולית קולטן מיקוד

Ovarian cancer represents the deadliest gynecologic malignancy. Most patients present at an advanced stage (FIGO stage III or IV), when local metastatic ...

שיטה זו מעסיקה יישום אקטואלי של חלקיקים כדי תמונה גידולים מיקרוסקופיים, במיוחד ממאירות כי עדיין אין גישה כלי הדם, כגון גרורות של סרטן השחלות. טכניקה זו היא יחסמטרי, הדמיה ממוקדת חלקיקים לא ממוקדים בסריקה אחת כדי להפחית אותות שווא ולחשוף את ההיקף האמיתי של הגידול. חלקיקים אלה יכולים להינתן על ידי הזרקה תוך-לידתית או תוך ורדי עבור הדמיה דיוק גבוה של סרטן השחלות וסוגי גידולים רבים אחרים.עבור סינתזת ליבת ננו-סטאר זהב מניחים בקבוק חרוט המכיל 800 מיליליטר של תווי חומצה אסקורבית טריים המוכנים על צלחת ערבוב מגנטית בארבע מעלות צלזיוס וגורמים למערבולת יציבה. הוסיפו במהירות שמונה מיליליטר של תוסף חומצה טטריכלורואורית טרי למערבולת. בתוך שניות ננו-כוכבים ייוושו והפתרון יניח צבע כחול כהה.יוצקים את ההשעיה ננו-כוכב לתוך צינורות חרוט 50 מיליליטר עבור צנטריפוגה ולשאוף את כל אבל האחרון 200 microliters של supernatant מכל צינור בסוף הספין. השתמש micropipette כדי resuspend חלקיקים בכל צינור לפני בריכת כל חלקיקים בקלטת דיאליזה אחת. ואז דיאליזה חלקיקים לפחות שלושה ימים נגד שני ליטרים של מים deionized שינוי המים מדי יום.עבור היווצרות מעטפת סיליקה, תחילה להוסיף 10 מיליליטר של isopropanol, 500 microliters של TEOS, 200 microliters של מים deionized, ו 60 microliters של צבע לצינור חרוט 50 מיליליטר. ותוסיף שלושה מיליליטר של אתנול, ו-200 מיקרוליטר של אמוניום הידרוקסיד לצינור של 15 מיליליטר. לאחר מכן, sonicate ננו-כוכבים דיאליזה לפזר את כל האשכולות ולהוסיף 1.2 מיליליטר של nanostars לצינור.מניחים את הצינור 50 מיליליטר על מערבל מערבולת ו לגרום מערבולת יציבה. הוסף במהירות את פתרון כוכב הננו לצינור 50 מיליליטר עם כחמש שניות נוספות של ערבוב לפני העברת הצינור במהירות לשייקר במשך 15 דקות ב 300 סל"ד בטמפרטורת החדר. שני הצינורות חייבים להיות משולבים במהירות ותחת nixing מתמיד כדי להבטיח כי תגובת silication קורה על nanostars כדי למזער את ייצור סיליקה חינם.בסוף הדגירה למלא את הצינור עם אתנול כדי להרווה את התגובה ולאסוף את nanostars על ידי צנטריפוגה. שאף את כל אבל על 500 microliters האחרונים של supernatant דואג לא להפריע גלולה ולתלות מחדש את חלקיקים במיליליטר אחד של אתנול טרי. ואז להעביר את הפתרון צינור צנטריפוגה 1.5 מיליליטר עבור ארבעה מיליליטר אחד של שטיפות אתנול על ידי צנטריפוגה, resuspending את גלולה על ידי ultrasonication במשך כשנייה אחת בין כל לשטוף.כדי להציג תיול למשטחי החלקיק, לאחר הכביסה האחרונה תדלוק את גלולה במיליליטר אחד של 85%אתנול, 10%3-mercaptopropyl-trimethoxysilane, ו 5% פתרון מים deionized עבור דגירה של שעה עד שעתיים בטמפרטורת החדר. בסוף הדגירה, לשטוף את חלקיקים פונקציונלי thiol על ידי צנטריפוגה כפי שצוין, resuspending את גלולה על ידי ultrasonication בין שטיפות. עבור נוגדן פונקציונלי נגד חומצה פולית קולטן ננו להגיב 200 מיקרוגרם של נוגדן חלבון מחייב אנטי פולאט עם עודף טוחנת פי עשרה של PEG cross-linker ב 500 microliters של מאגר HEPES.לאחר 30 דקות לרכז את הנוגדן על ידי צנטריפוגה במסנן צנטריפוגלי, שחזור הנוגדן על ידי היפוך המסנן לתוך צינור חדש עבור צנטריפוגה נוספת. לאחר מכן מערבבים את חלקיקי התיול עם הנוגדן המרוכז ומדגירה את התערובת לפחות 30 דקות בטמפרטורת החדר. כדי ליצור גשושי נאנו לא ממוקדים להוסיף חמישה מיליגרם methoxy-הסתיים PEG 5000 maleimide מומס ב- DMSO כדי חלקיקים פונקציונליים תיול ב 500 microliters של מאגר HEPES עבור דגירה לפחות 30 דקות בטמפרטורת החדר.להזרקת גשושי נאנו, יש לסובב את שני הטעמים של גשושי הנאנו ולתלות מחדש את הכדורים במאגר MES טרי בריכוז של 600 פיקומולרים. מערבבים את הננו-חלקיקים ועומסים מיליליטר אחד של הפתרון שנוצר למזרק אחד של מיליליטר המצויד במחט של 26 מד לכל עכבר ומזריקים את כל עוצמת הקול לתוך הבטן של כל עכבר. לאחר מכן לעסות בעדינות את הבטן כדי להפיץ את חלקיקים לאורך חלל הלידה.לאחר 25 דקות לפחות לאבטח את הגפיים של בעל חיים מוזרק המתת יתד על פלטפורמה כירורגית ולהשתמש מדפים משוננים ומספריים ניתוח כדי להסיר את העור כדי לחשוף את peritoneum. חגר את ההצבה. חבר את המדפים צפי לפלטפורמה ולשטוף את החלק הפנימי של חלל צפי עם לפחות 60 מיליליטר של PBS.לאחר מכן העבר את הפלטפורמה לספקטרופוטומטר אמן עם תצורה אופטית זקופה ושלב ממונע ותמונה הבטן תחת פרמטרי ההדמיה המתאימים. זה חיוני כי מישור מוקד לסריקת Raman הוא על פני השטח של רוב הקרביים. אם האיברים יצאו מהמטוס, האות הנרכש לא יהיה שימושי.למטרות בקרת איכות ניתן לאפיין את הננו-חלקיקים במגוון שיטות במהלך תהליך הסינתזה, כולל מיקרוסקופ אלקטרוני שידור, פיזור אור דינמי, ניתוח מעקב חלקיקים וספקטרוסקופיה סופגת אולטרה סגולה גלויה. מדידות ראמאן חושפות את נוכחות הספקטרום הייחודי של כל טעם של ננו-חלקיק לאורך הסינתזה. תשואות תגובה וריכוזים אופייניים תלויים מאוד בטכניקת הצינור במהלך שלבי הכביסה.ספקטרום אמן יכול להיות מעובד כדי להסיר את הפלואורסצנטיות מנורמל לאזור היחידה כדי לפצות על עוצמת האות לפני החלת הריבועים הקלאסיים לפחות. למרות הציונים הקלאסיים הכי פחות בריבוע על כל ספקטרום התייחסות גשושית לא בנפרד מספקים את המיקומים הספציפיים של הגידולים, היחסים נקודתיים לחשוף את נוכחותו של התפשטות מיקרוסקופית מופץ. בעת ניסיון הליך זה חשוב לזכור לאמת את חלקיקים בכל שלב של הסינתזה כמו איכות הננו חלקיקים משפיע מאוד על התוצאות הסופיות.טכניקה זו מדגימה את הפוטנציאל של חוקרים להשתמש בגשושי נאנו SERRS לגילוי סמנים הקשורים לגידולים במודלים של בעלי חיים ורקמות מטופלים סחוות עם רמה גבוהה של דיוק מיקרוסקופי.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Intra-iliac Artery Injection for Efficient and Selective Modeling of Microscopic Bone Metastasis

הזרקת עורק Intra-כסל עבור דוגמנות יעילה וסלקטיבי של מיקרוסקופיים עצם גרור

Intra-iliac artery (IIA) injection is an efficient approach to introduce metastatic lesions of various cancer cells in animals. Compared to the widely ...

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murine Experimental Model of Original Tumor Development and Peritoneal Metastasis via Orthotopic Inoculation with Ovarian Carcinoma Cells

Murine ניסיוני דגם של התפתחות גידולים מקורית גרור הצפק<em&gt; דרך</em&gt; Orthotopic הרכבה עם קרצינומה של תאי השחלות

Epithelial ovarian carcinoma (EOC) is associated with a poor prognosis because it shows peritoneal dissemination. To improve the prognosis, it is ...

An Integrated Platform for Genome-wide Mapping of Chromatin States Using High-throughput ChIP-sequencing in Tumor Tissues

פלטפורמה משולבת עבור מיפוי הגנום כולו של כרומטין הברית באמצעות שבב בתפוקה גבוהה-רצף ברקמות הגידול

Histone modifications constitute a major component of the epigenome and play important regulatory roles in determining the transcriptional status of ...

A GPC3-targeting Bispecific Antibody, GPC3-S-Fab, with Potent Cytotoxicity

פילוח GPC3 נוגדן Bispecific, GPC3-S-חיובי, עם חזק Cytotoxicity

This protocol describes the construction and functional studies of a bispecific antibody (bsAb), GPC3-S-Fab. bsAbs can recognize two different epitopes ...

Synthesis and Characterization of Placental Chondroitin Sulfate A (plCSA)-Targeting Lipid-Polymer Nanoparticles

Synthesis and Characterization of Placental Chondroitin Sulfate A plCSA-Targeting Lipid-Polymer Nanoparticles

סינתזה ואפיון של היפרדות כונדרויטין גופרתי (plCSA) - מיקוד השומנים - חלקיקי הפולימר

An effective cancer therapeutic method reduces and eliminates tumors with minimal systemic toxicity. Actively targeting nanoparticles offer a promising ...

Detecting the Ligand-binding Domain Dimerization Activity of Estrogen Receptor Alpha Using the Mammalian Two-Hybrid Assay

זיהוי ליגנד מחייב תחום פעילות Dimerization אלפא קולטן אסטרוגן באמצעות וזמינותו שני-היברידית יונקים

Estrogen receptor alpha (ER&#945;) is an estrogenic ligand-dependent transcription regulator. The sequence of ER&#945; protein is highly conserved among ...

Manufacturing Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cells for Adoptive Immunotherapy

Manufacturing Chimeric Antigen Receptor CAR T Cells for Adoptive Immunotherapy

ייצור בצ הקולטן אנטיגן (רכב) T תאים לטיפול חיסוני המאמצת

Adoptive immunotherapy holds promise for the treatment of cancer and infectious disease. We describe a simple approach to transduce primary human T cells ...

Preparation of Mitochondria from Ovarian Cancer Tissues and Control Ovarian Tissues for Quantitative Proteomics Analysis

הכנת מיטוכונמיטומיה של רקמות סרטן השחלות בקרת רקמות השחלות עבור ניתוח פרוטאומוניקס כמותיים

Ovarian cancer is a common gynecologic cancer with high mortality but unclear molecular mechanism. Most ovarian cancers are diagnosed in the advanced ...

Quantifying Replication Stress in Ovarian Cancer Cells Using Single-Stranded DNA Immunofluorescence

כימות עקה שכפול בתאי סרטן השחלות באמצעות אימונופלואורסנציה של DNA חד-גדילי

Replication stress is a hallmark of several ovarian cancers. Replication stress can emerge from multiple sources, including double-strand breaks, ...

Visualizing DNA Damage Repair Proteins in Patient-Derived Ovarian Cancer Organoids via Immunofluorescence Assays

Visualizing DNA Damage Repair Proteins in Patient-Derived Ovarian Cancer Organoids via Immunofluorescence Assays

הדמיה של חלבונים לתיקון נזקי DNA באורגנואידים של סרטן השחלות שמקורם במטופל באמצעות בדיקות אימונופלואורסנציה

Immunofluorescence is one of the most widely used techniques to visualize target antigens with high sensitivity and specificity, allowing for the accurate ...