Name: production of membrane-filtered phase-shift decafluorobutane nanodroplets from preformed microbubbles
Uploaded: 2021-03-23T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Production of Membrane-Filtered Phase-Shift Decafluorobutane Nanodroplets from Preformed Microbubbles at JoVE.com

हम डॉ केन होयट की प्रयोगशाला में डोमिनिक जेम्स को वाष्पीकरणीय चरण-शिफ्ट नैनोड्रोप्लेट्स के टीआरएसपी विश्लेषण प्रदान करने के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं

1. लिपिड फिल्मों बनाना
<ol><li>निम्नलिखित दिशाओं का उपयोग करके लिपिड को सही अनुपात में मिलाकर 90% DSPC और 10% DSPE-PEG2K का उपयोग करके माइक्रोबबल पीढ़ी के लिए लिपिड फिल्में तैयार करें:<ol>
<li>क्लोरोफॉर्म में DSPC और DSPE-PEG2K के स्ट?...

<ol>
	<li>Sirsi, S., Borden, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbubble+compositions,+properties+and+biomedical+applications.">Microbubble compositions, properties and biomedical applications.</a> Bubble Science Engineering and Technology. 1 (1-2), 3-17 (2009).</li><li>Sheeran, P. S., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase-change+contrast+agents+for+imaging+and+therapy.">Phase-change contrast agents for imaging and therapy.</a> Current Pharmaceutical Design. 18 (15), 2152-2165 (2012).</li><li>Mountford, P. A., Smith, W. S., Borden, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorocarbon+nanodrops+as+acoustic+temperature+probes.">Fluorocarbon nanodrops as acoustic temperature probes.</a> Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 31 (39), 10656-10663 (2015).</li><li>Mountford, P. A., Thomas, A. N., Borden, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+activation+of+superheated+lipid-coated+perfluorocarbon+drops.">Thermal activation of superheated lipid-coated perfluorocarbon drops.</a> Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 31 (16), 4627-4634 (2015).</li><li>Sheeran, P. S., Luois, S., Dayton, P. A., Matsunaga, T. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formulation+and+acoustic+studies+of+a+new+phase-shift+agent+for+diagnostic+and+therapeutic+ultrasound.">Formulation and acoustic studies of a new phase-shift agent for diagnostic and therapeutic ultrasound.</a> Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 27 (17), 10412-10420 (2011).</li><li>Sheeran, P. S., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+performance+of+phase-change+perfluorocarbon+droplets+for+medical+ultrasonography:+current+progress,+challenges,+and+prospects.">Improving the performance of phase-change perfluorocarbon droplets for medical ultrasonography: current progress, challenges, and prospects.</a> Scientifica. 2014, 579684 (2014).</li><li>Sheeran, P. 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=Methods+of+generating+submicrometer+phase-shift+perfluorocarbon+droplets+for+applications+in+medical+ultrasonography.">Methods of generating submicrometer phase-shift perfluorocarbon droplets for applications in medical ultrasonography.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 64 (1), 252-263 (2017).</li><li>Sheeran, P. 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=Decafluorobutane+as+a+phase-change+contrast+agent+for+low-energy+extravascular+ultrasonic+imaging.">Decafluorobutane as a phase-change contrast agent for low-energy extravascular ultrasonic imaging.</a> Ultrasound in Medicine &amp; Biology. 37 (9), 1518-1530 (2011).</li><li>de Gracia Lux, 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=Novel+method+for+the+formation+of+monodisperse+superheated+perfluorocarbon+nanodroplets+as+activatable+ultrasound+contrast+agents.">Novel method for the formation of monodisperse superheated perfluorocarbon nanodroplets as activatable ultrasound contrast agents.</a> RSC Advances. 7 (77), 48561-48568 (2017).</li><li>Mountford, P. A., Sirsi, S. R., Borden, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Condensation+phase+diagrams+for+lipid-coated+perfluorobutane+microbubbles.">Condensation phase diagrams for lipid-coated perfluorobutane microbubbles.</a> Langmuir: The ACS Journal of Surfaces and Colloids. 30 (21), 6209-6218 (2014).</li><li>Feshitan, J. A., Chen, C. C., Kwan, J. J., Borden, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbubble+size+isolation+by+differential+centrifugation.">Microbubble size isolation by differential centrifugation.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 329 (2), 316-324 (2009).</li><li>Wu, S. -. Y., 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=Focused+ultrasound-facilitated+brain+drug+delivery+using+optimized+nanodroplets:+vaporization+efficiency+dictates+large+molecular+delivery.">Focused ultrasound-facilitated brain drug delivery using optimized nanodroplets: vaporization efficiency dictates large molecular delivery.</a> Physics in Medicine and Biology. 63 (3), 035002 (2018).</li><li>Li, D. 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=Spontaneous+Nucleation+of+stable+perfluorocarbon+emulsions+for+ultrasound+contrast+agents.">Spontaneous Nucleation of stable perfluorocarbon emulsions for ultrasound contrast agents.</a> Nano Letters. 19 (1), 173-181 (2019).</li><li>Sheeran, P. S., Luois, S. H., Mullin, L. B., Matsunaga, T. O., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+ultrasonically-activatable+nanoparticles+using+low+boiling+point+perfluorocarbons.">Design of ultrasonically-activatable nanoparticles using low boiling point perfluorocarbons.</a> Biomaterials. 33 (11), 3262-3269 (2012).</li><li>Kawabata, K., Sugita, N., Yoshikawa, H., Azuma, T., Umemura, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticles+with+multiple+perfluorocarbons+for+controllable+ultrasonically+induced+phase+shifting.">Nanoparticles with multiple perfluorocarbons for controllable ultrasonically induced phase shifting.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 44 (6), 4548-4552 (2005).</li><li>Shakya, G., 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=Vaporizable+endoskeletal+droplets+via+tunable+interfacial+melting+transitions.">Vaporizable endoskeletal droplets via tunable interfacial melting transitions.</a> Science Advances. 6 (14), 7188 (2020).</li><li>Kopechek, J. A., Zhang, P., Burgess, M. T., Porter, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+phase-shift+nanoemulsions+with+narrow+size+distributions+for+acoustic+droplet+vaporization+and+bubble-enhanced+ultrasound-mediated+ablation.">Synthesis of phase-shift nanoemulsions with narrow size distributions for acoustic droplet vaporization and bubble-enhanced ultrasound-mediated ablation.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (67), e4308 (2012).</li></ol>

साहित्य का एक व्यापक शरीर उपलब्ध है जो विवो इमेजिंग और थेरेपी में माइक्रोबबल्स और फेज-शिफ्ट बूंदों के निर्माण, भौतिकी और संभावित अनुप्रयोगों पर चर्चा करता है। यह चर्चा स्पष्ट रूप से लिपिड माइक्रोबबल?...

अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट (यूसीए) इमेजिंग और थेरेपी अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रियता में तेजी से बढ़ रहे हैं। Microbubbles, मूल यूसीए, वर्तमान में नैदानिक नैदानिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले मुख्यधारा के एजेंट हैं। माइक्रोबबल्स गैस से भरे गोले होते हैं, आमतौर पर व्यास में 1-10 μm, लिपिड, प्रोटीन या बहुलक गोले से घिरा होता है। हालांकि, उनका आकार और विवो स्थिरता में कई अनुप्रयोगों में उनकी कार्यक्षमता को सीमित कर सकते हैं। फेज-शिफ्ट नैनोड्रॉपलेट्स, जिसमें एक सुपरहीटेड तरल कोर होता है, अपने छोटे आकार और बेहतर परिसंचरण-जीवन 2 के कारण इनमें से कुछ सीमाओं को दूर कर सकता है। जब गर्मी या ध्वनिक ऊर्जा के संपर्क में आता है, तो सुपरहीटेड तरल कोर एक गैस माइक्रोबबल 2,3,4,5 बनाने के लिए वाष्पीकृत होता है। चूंकि वाष्पीकरण थ्रेशोल्ड सीधे बूंद आकार 5,6 से संबंधित है, इसलिए समान आकार के साथ ड्रॉपलेट निलंबन तैयार करना लगातार सक्रियण थ्रेसहोल्ड प्राप्त करने के लिए अत्यधिक वांछनीय होगा। एक समान बूंद आकार का उत्पादन करने वाले सूत्रीकरण विधियां अक्सर जटिल और महंगी होती हैं, जबकि अधिक लागत प्रभावी दृष्टिकोण के परिणामस्वरूप पॉलीडिस्पर्स समाधान 7 होता है। एक अन्य सीमा कम-क्वथनांक perfluorocarbon (PFC) गैसों के साथ स्थिर चरण-शिफ्ट बूंदों को उत्पन्न करने की क्षमता है, जो vivo8 में कुशल सक्रियण के लिए महत्वपूर्ण है। इस पांडुलिपि में, विवो इमेजिंग और थेरेपी अनुप्रयोगों में स्थिर फ़िल्टर किए गए कम-क्वथनांक वाष्पीकरणीय चरण-शिफ्ट बूंदों को उत्पन्न करने के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन किया गया है।
मोनोडिस्पर्स्ड सबमाइक्रोन फेज-शिफ्ट ड्रॉपलेट्स 7 के उत्पादन के कई तरीके हैं। आकार को नियंत्रित करने के सबसे मजबूत तरीकों में से एक माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों का उपयोग है। ये उपकरण महंगे हो सकते हैं, बूंद उत्पादन की धीमी दर (~ 104-106 बूंदों / एस) 7, और व्यापक प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है। माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों को आमतौर पर सिस्टम 7 के सहज वाष्पीकरण और क्लॉगिंग से बचने के लिए उच्च-क्वथनांक गैसों की आवश्यकता होती है। हालांकि, डी ग्रासिया लक्स एट अल.9 द्वारा हाल ही में किए गए एक अध्ययन से पता चलता है कि माइक्रोफ्लुइडाइज़र को ठंडा करने का उपयोग कम-क्वथनांक डेकाफ्लोरोब्यूटेन (डीएफबी) या ऑक्टाफ्लोरोप्रोपेन (ओएफपी) का उपयोग करके उप-माइक्रोन फेज-शिफ्ट (1010-1012 / एमएल) की उच्च सांद्रता उत्पन्न करने के लिए कैसे किया जा सकता है।
सामान्य तौर पर, कम क्वथनांक गैसों जैसे कि डीएफबी या ओएफपी को पूर्वनिर्मित गैस बुलबुले का उपयोग करके संभालना आसान होता है। Vaporizable बूंदों को अग्रदूत लिपिड-स्थिर बुलबुले से कम तापमान और ऊंचा दबाव 5,10 का उपयोग करके गैस को संघनित करके उत्पादित किया जा सकता है। इस विधि का उपयोग करके उत्पादित बूंदों की एकाग्रता अग्रदूत माइक्रोबबल एकाग्रता और बूंदों में बुलबुले के रूपांतरण की दक्षता पर निर्भर करती है। केंद्रित microbubbles टिप sonication से 1010 MB / mL11 > आ रहा है से सूचित किया गया है, जबकि एक अलग अध्ययन में संघनित OFP और DFP बुलबुले 12 से ~ 1-3 x1011 बूंदों / mL से लेकर बूंद सांद्रता की सूचना दी गई है। जब मोनोडिस्पर्स्ड ड्रॉपलेट्स चिंता का विषय नहीं होते हैं, तो संक्षेपण विधियां कम-क्वथनांक PFCs का उपयोग करके लिपिड-स्थिर चरण-शिफ्ट बूंदों को उत्पन्न करने के सबसे सरल और सबसे कम लागत वाले तरीके हैं। संघनन से पहले समान आकार के बुलबुले उत्पन्न करने के तरीके बूंदों की अधिक मोनोडिस्पर्स आबादी बनाने में मदद कर सकते हैं। हालांकि, मोनोडिस्पर्स अग्रदूत बुलबुले उत्पन्न करना भी मुश्किल है, जिसमें माइक्रोफ्लुइडिक्स या दोहराए गए विभेदक सेंट्रीफ्यूजेशन तकनीकों जैसे अधिक महंगे दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। DFB और OFB nanodroplets के उत्पादन के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण हाल ही में liposomes13 में बूंदों के सहज न्यूक्लिएशन का उपयोग करके प्रकाशित किया गया है। यह विधि, एक "ओज़ो" प्रभाव का उपयोग करते हुए, बुलबुले को संघनित करने की आवश्यकता के बिना कम-क्वथनांक पीएफसी बूंदों को उत्पन्न करने का एक सरल तरीका है। पीएफसी बूंदों के आकार-वितरण को नाजुक अनुमापन द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है और पीएफसी, लिपिड और इथेनॉल घटकों को मिलाकर किया जा सकता है जो बूंदों के न्यूक्लिएशन को शुरू करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। यह भी ध्यान देने योग्य है कि परफ्लोरोकार्बन के मिश्रण का उपयोग नैनोड्रॉपलेट्स 14,15 की स्थिरता और सक्रियण थ्रेसहोल्ड को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है। शाक्य एट अल द्वारा हाल ही में किए गए काम से पता चलता है कि कैसे नैनोड्रॉपलेट सक्रियण को हाइड्रोकार्बन एंडोस्केलेटन के भीतर उच्च उबलते-बिंदु पीएफसी को इमल्सीफाइंग करके ट्यून किया जा सकता है ताकि ड्रॉपलेट कोर 16 के भीतर हेटरोजेनस न्यूक्लिएशन की सुविधा हो सके, जो एक ऐसा दृष्टिकोण है जिसे बूंद आकार निस्पंदन के अन्य रूपों के साथ माना जा सकता है।
एक बार बनने के बाद, अधिक मोनोडिस्पर्स आबादी बनाने के लिए गठन के बाद फेज-शिफ्ट बूंदों को बाहर निकाला जा सकता है। वास्तव में, यहां वर्णित विधि के समान प्रोटोकॉल को पहले कोपेचेक एट अल.17 द्वारा प्रकाशित किया गया है, जिसमें ड्रॉपलेट कोर के रूप में उच्च क्वथनांक डोडेकोफ्लोरपेंटेन (डीडीएफपी) का उपयोग किया गया है। उच्च-क्वथनांक perfluorocarbons (कमरे के तापमान पर स्थिर) के साथ चरण-शिफ्ट बूंदों का उपयोग करने की मांग करने वाले पाठकों को इसके बजाय ऊपर दिए गए लेख का संदर्भ देना चाहिए। कम उबलते बिंदु गैसों के साथ बूंदों को उत्पन्न करना और बाहर निकालना, जैसे कि डीएफबी और ओएफपी, अधिक जटिल है और पूर्वनिर्मित गैस बुलबुले को संघनित करके सबसे अच्छा संपर्क किया जाता है।
इस प्रोटोकॉल में, एक DFB गैस कोर के साथ preformed लिपिड microbubbles उत्पन्न करने की एक आम विधि जांच टिप sonication का उपयोग कर वर्णित है. इसके बाद, एक वाणिज्यिक extruder का उपयोग पूर्वनिर्मित माइक्रोबबल्स को सबमाइक्रोन फेज-शिफ्ट नैनोड्रॉपलेट्स (चित्रा 1) में संघनित करने के लिए किया जाता है। परिणामस्वरूप बूंदों तो गर्मी और अल्ट्रासाउंड द्वारा सक्रिय कर रहे हैं. यह विधि महंगे माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों की आवश्यकता के बिना संकीर्ण आकार-वितरण के साथ पारंपरिक संघनन विधियों की तुलना में नैनोड्रॉपलेट समाधान की बड़ी मात्रा का उत्पादन कर सकती है। संकीर्ण आकार के वितरण के साथ नैनोड्रॉपलेट समाधानों का उत्पादन संभवतः अधिक समान वाष्पीकरण थ्रेसहोल्ड उत्पन्न कर सकता है। यह इमेजिंग, एब्लेशन, दवा वितरण, और embolization1,3,4,6 जैसे कई अनुप्रयोगों के लिए उनकी क्षमता को अधिकतम करेगा।
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62203/62203fig01.jpg"> चित्रा 1: चरण-शिफ्ट नैनोड्रॉपलेट्स में पूर्वनिर्मित माइक्रोबबल्स को संघनित करने के लिए उच्च दबाव एक्सट्रूज़न सेटअप की योजनाबद्ध। Microbubble समाधान के लिए जोड़ा जाता है और extruder कक्ष में निहित है, और 250 साई, नाइट्रोजन टैंक से, कक्ष इनलेट वाल्व के माध्यम से लागू किया जाता है। नाइट्रोजन गैस कक्ष के आधार पर फिल्टर के माध्यम से माइक्रोबबल समाधान को धक्का देगी, नमूने को नैनोड्रॉपलेट्स में संघनित करेगी। समाधान अंत में नमूना आउटलेट ट्यूब के माध्यम से extruder से बाहर धकेल दिया है और एकत्र किया. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62203/62203fig01large.jpg" target="_blank">कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>15 mL Centrifuge Tubes</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352095</td>
			<td>Collecting and centrifuging droplets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 nm polycarbonate filter</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>110606</td>
			<td>Extruder filters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-methylbutane</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>03551-4</td>
			<td>Rapid precooling of microbubble solution prior to extrusion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-prong clamps X2</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>02-217-002</td>
			<td>Holding scintilation vials in place for probe tip sonication</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>400W Analog Probe Tip Sonicator with Horn</td>
			<td>Branson</td>
			<td>101-063-198R</td>
			<td>Used to generate lipid microbubbles from lipid solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bath Sonicator</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15337402</td>
			<td>Used to help breakdown liposomes into unilamellar vesicles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Fisher Bioreagents</td>
			<td>C298-4</td>
			<td>Used to make lipid film for microbubble preperation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Decafluorobutane (Perfluorobutane) Gas</td>
			<td>FluoroMed L.P.</td>
			<td>1 kg</td>
			<td>generating microbubbles via probe tip sonication</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry Ice</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Rapid precooling of microbubble solution prior to extrusion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DSPC Lipid Powder</td>
			<td>NOF America</td>
			<td>COATSOME MC-8080</td>
			<td>Component of lipid film</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DSPE-PEG-2K Lipid Powder</td>
			<td>NOF America</td>
			<td>SUNBRIGHT DSPE-020CN</td>
			<td>Component of lipid film</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>General Thermometer</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Used to measure ice bath temperature and 2-methylbutane temperature ( needs to accommodate -20C temperatures)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Syringes</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>81139</td>
			<td>Used to mix lipids in chloroform</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Fisher Bioreagents</td>
			<td>BP229-1</td>
			<td>Reduces freezing temperature of PBS solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Block</td>
			<td>VWR Scientific Products</td>
			<td></td>
			<td>Heating lipid films and vaporizing droplets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipex 10 mL Extruder</td>
			<td>Evonik</td>
			<td></td>
			<td>Commercial high-pressure extrusion system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini Vortex Mixer</td>
			<td>Fisher brand</td>
			<td>14-955-151</td>
			<td>Used to remove excess chloroform from lipid films</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen Tank</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Used to operate extruder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffer Saline</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Hydrate lipid films and washing droplets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyester Drain Disk</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>230600</td>
			<td>Provides support for polycarbonate filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene Caps</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>298417</td>
			<td>Used for solution storage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propylene Glycol</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>P355-1</td>
			<td>Reduces freezing temperature of PBS solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scintiliation Vials</td>
			<td>DWK Life Sciences Wheaton</td>
			<td>986532</td>
			<td>Used for lipid films and microbubble generation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small hammer</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Used to break apart dry ice for cooling methylbutane</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator Microtip Attachment</td>
			<td>Branson</td>
			<td>101148070</td>
			<td>Used to generate microbubbles from lipid solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Container</td>
			<td>Medegen</td>
			<td>79310</td>
			<td>Rapid precooling of microbubble solution prior to extrusion ( any container rated to -20C will work)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuume Dessicator</td>
			<td>Bel-Art SP Scienceware</td>
			<td>08-648-100</td>
			<td>Removes excess chloroform from lipid films</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2mL Centrifuge Tube</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>02682004</td>
			<td>Used for concentrating nanodroplets </td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

production of membrane-filtered phase-shift decafluorobutane nanodroplets from preformed microbubbles

कई तरीके हैं जिनका उपयोग इमेजिंग और थेरेपी के लिए वाष्पीकरणीय चरण-शिफ्ट बूंदों के उत्पादन के लिए किया जा सकता है। प्रत्येक विधि विभिन्न तकनीकों का उपयोग करती है और मूल्य, सामग्री और उद्देश्य में भिन्न होती है। इन निर्माण विधियों में से कई के परिणामस्वरूप गैर-समान सक्रियण थ्रेसहोल्ड के साथ पॉलीडिस्पर्स आबादी होती है। इसके अतिरिक्त, ड्रॉपलेट आकारों को नियंत्रित करने के लिए आमतौर पर उच्च सक्रियण थ्रेसहोल्ड के साथ स्थिर परफ्लोरोकार्बन तरल पदार्थ की आवश्यकता होती है जो विवो में व्यावहारिक नहीं हैं। कम-क्वथनांक गैसों का उपयोग करके एक समान बूंद आकार का उत्पादन विवो इमेजिंग और थेरेपी प्रयोगों में फायदेमंद होगा। यह आलेख आकार-फ़िल्टर किए गए लिपिड-स्थिर चरण-शिफ्ट नैनोड्रॉपलेट्स के गठन के लिए एक सरल और किफायती विधि का वर्णन करता है जिसमें कम-क्वथनांक डेकाफ्लोरोब्यूटेन (DFB) होता है। लिपिड माइक्रोबबल्स उत्पन्न करने की एक सामान्य विधि का वर्णन किया गया है, एक ही चरण में उच्च दबाव वाले एक्सट्रूज़न के साथ उन्हें संघनित करने की एक उपन्यास विधि के अलावा। इस विधि को समय बचाने, दक्षता को अधिकतम करने और कई जैविक प्रयोगशालाओं में पाए जाने वाले सामान्य प्रयोगशाला उपकरणों का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए माइक्रोबबल और नैनोड्रॉपलेट समाधानों की बड़ी मात्रा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

आकार वितरण के प्रतिनिधि परिणामों को गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन (डीएलएस) और ट्यूनेबल प्रतिरोधी पल्स सेंसिंग (टीआरएसपी) विश्लेषण का उपयोग करके शामिल किया गया है। चित्रा 5 के साथ और बाहर निकालना ?...

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Production of Membrane-Filtered Phase-Shift Decafluorobutane Nanodroplets from Preformed Microbubbles

यह प्रोटोकॉल जांच-टिप sonication का उपयोग करके लिपिड encapsulated decafluorobutane microbubbles की बड़ी मात्रा उत्पन्न करने की एक विधि का वर्णन करता है और बाद में उच्च दबाव बाहर निकालना और यांत्रिक निस्पंदन का उपयोग करके उन्हें चरण-शिफ्ट नैनोड्रॉपलेट में संघनित करता है।

झिल्ली-फ़िल्टर्ड फेज-शिफ्ट Decafluorobutane Nanodroplets का उत्पादन Preformed Microbubbles से

There are many methods that can be used for the production of vaporizable phase-shift droplets for imaging and therapy. Each method utilizes different ...

यह प्रोटोकॉल बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए कम क्वथनांक वाष्पीकरण योग्य बूंदों की पॉलीडिस्पर्सिटी को कम करने का एक आसान तरीका है। यह तकनीक पूर्वनिर्मित गैस माइक्रोबबल्स को संघनित करती है और परिणामी तरल बूंदों को आकार से इस तरह से फ़िल्टर करती है जो नियंत्रणीय, स्केलेबल और अपेक्षाकृत लागत प्रभावी है। इस विधि को अंतिम बूंद आकार को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न फिल्टर का उपयोग करके विभिन्न शेल और गैस सामग्री के साथ विभिन्न प्रकार के लिपिड माइक्रोबबल्स पर लागू किया जा सकता है।प्रक्रिया का प्रदर्शन Darrah Merillat, डॉ सिरसी की प्रयोगशाला से एक स्नातक शोधकर्ता होगा. sonicator के लिए पावर स्विच चालू करें, और आयाम को माइक्रोटिप अनुलग्नक का उपयोग करके अधिकतम अनुमति दी गई पर सेट करें, और 10 सेकंड के लिए सेट sonication समय सुनिश्चित करें। सतह के ठीक नीचे माइक्रोटिप के साथ ध्वनि बाड़े में गर्म हाइड्रेटेड लिपिड समाधान रखें।बाड़े में आयोजित गर्म लिपिड समाधान में DFB टैंक आउटलेट से गैस का मार्गदर्शन करने के लिए शीशी की गर्दन पर टयूबिंग की एक उपयुक्त लंबाई संलग्न करें। टैंक वाल्व को धीरे-धीरे तब तक खोलें जब तक कि गैस को लिपिड समाधान पर बहते हुए नहीं देखा जा सकता है, जिससे तरल की सतह पर मामूली लहरें पैदा होती हैं। यदि गैस का प्रवाह बहुत अधिक है, तो माइक्रोबबल गठन के दौरान समाधान ओवरफ्लो हो जाएगा।sonicator प्रारंभ करें, और माइक्रोबबल्स उत्पन्न करने के लिए इसे लगातार 10 सेकंड के लिए चलाएं। sonication खत्म होने के बाद, तुरंत DFB टैंक वाल्व बंद करें। जल्दी से माइक्रोबबल समाधान कैप, और 55 डिग्री सेल्सियस से नीचे नमूने को ठंडा करने के लिए एक बर्फ स्नान में शीशी जलमग्न।उपयोगकर्ता के मैनुअल के अनुसार उच्च दबाव वाले एक्सट्रूडर को इकट्ठा करने के लिए 200-नैनोमीटर सिरेमिक फ़िल्टर का उपयोग करें, और इसे वाटरटाइट कंटेनर के केंद्र में रखें, ताकि नमूना आउटलेट ट्यूब को साइड के खिलाफ दबाया न जाए, या क्रिम्प किया गया हो। निर्माता द्वारा आपूर्ति किए गए एडाप्टर का उपयोग करके नाइट्रोजन गैस टैंक के लिए एक्सट्रूडर को जोड़ा जाए। आउटलेट ट्यूब के अंत को एक सिंटिलेशन शीशी में रखें ताकि एक्सट्रूडेड नमूना एकत्र किया जा सके, ट्यूब को शीशी के भीतर रहने के लिए टेप के साथ कंटेनर में सुरक्षित किया जा सके।यह सुनिश्चित करने के लिए कि एक्सट्रूडर के भीतर कोई दबाव नहीं है, रिलीज वाल्व को खोलें और बंद करें। कक्ष ढक्कन निकालें। और extruder कक्ष के लिए PBS के पांच milliliters जोड़ें.ढक्कन को बदलें, सुनिश्चित करें कि यह सुरक्षित रूप से वापस जगह में क्लिक करता है। नाइट्रोजन गैस टैंक खोलें, ताकि दबाव गेज 250 पीएसआई पढ़ता है, जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि दबाव नियंत्रण वाल्व बंद स्थिति में है। गैस टैंक को बंद करें, और एक्सट्रूडर चैंबर इनलेट वाल्व को खोलें, जिससे पीबीएस समाधान को सिस्टम के माध्यम से धक्का दिया जा सकता है, और नमूना आउटलेट ट्यूब को सिंटिलेशन शीशी में बाहर निकाल दिया जाता है।जब केवल गैस टयूबिंग से बाहर निकल रही है, तो रिलीज वाल्व खोलें, और दबाव को शून्य पीएसआई तक गिरने की अनुमति दें। फिर सिंटिलेशन शीशी को हटा दें। यह सुनिश्चित करने के लिए रिलीज वाल्व को खोलें और बंद करें कि एक्सट्रूडर के भीतर कोई दबाव नहीं है, और आउटलेट ट्यूब के अंत में एक नया सिंटिलेशन शीशी रखें।2-मिथाइलब्यूटेन के साथ एक स्टील कंटेनर भरें, और तापमान को माइनस 18 डिग्री सेल्सियस तक लाने के लिए सूखी बर्फ जोड़ें। ठंडा 2-methylbutane में microbubble समाधान डालें, दो मिनट के लिए नमूने को डुबोदें। बुलबुले को धीरे से मिश्रण करने के लिए दो मिनट के दौरान सिंटिलेशन शीशी को स्थानांतरित करें।तापमान को माइनस 15 और माइनस 18 डिग्री सेल्सियस के बीच बनाए रखने के लिए आवश्यकतानुसार सूखी बर्फ जोड़ें। दो मिनट के बाद, ठंडा 2-methylbutane से microbubbles को हटा दें। धीरे माइक्रोबबल्स मिश्रण करने के लिए शीशी को घुमाएं, और बुलबुले को एक ठंडी 10-मिलीलीटर सिरिंज में स्थानांतरित करें।Extruder कक्ष ढक्कन निकालें, और धीरे-धीरे सिरिंज पर प्लंजर धक्का देकर कक्ष के लिए microbubble समाधान जोड़ें। Extruder कैप को बदलें, सुनिश्चित करें कि यह जगह में सुरक्षित रूप से क्लिक करता है। सत्यापित करें कि दबाव नियंत्रण वाल्व और extruder के रिलीज वाल्व बंद स्थिति में हैं।नाइट्रोजन गैस टैंक को तब तक खोलें जब तक कि दबाव गेज 250 पीएसआई न पढ़ता हो। गैस टैंक को बंद करें, और दबाव नियंत्रण वाल्व को खुली स्थिति में बदल दें। जब समाधान ने निकास टयूबिंग पर सिंटिलेशन शीशी को भर दिया है और केवल गैस ट्यूब से बाहर निकल रही है, तो धीरे-धीरे दबाव रिलीज वाल्व खोलें, और दबाव को शून्य पीएसआई तक गिरने की अनुमति दें।एक 15-मिलीलीटर सेंट्रीफ्यूज ट्यूब के लिए extruded बूंद समाधान के 10 milliliters स्थानांतरण। 1 पर extruded नमूने centrifuge, 500 बार चार डिग्री सेल्सियस पर 10 मिनट के लिए जी. समाधान के शीर्ष पर दिखाई देने वाली supernatant और अनायास वाष्पित बूंदों को त्यागें।20% ग्लिसरॉल और 20% प्रोपलीन ग्लाइकोल के साथ पीबीएस के 10 मिलीलीटर में डीएफपी नैनोड्रोप्लेट्स वाले छर्रे को फिर से निलंबित करें। बाहर निकालना के साथ और बिना संघनित बुलबुला समाधान के आकार वितरण से पता चलता है कि संघनित केवल नमूने में 400 नैनोमीटर के पास केंद्रित एक बहुत व्यापक वितरण है, जबकि एक्सट्रूडेड नमूने में 200 नैनोमीटर पर केंद्रित एक संकीर्ण वितरण है। चरण शिफ्ट बूंदों का विश्लेषण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ट्यूनेबल प्रतिरोध पल्स सेंसिंग विश्लेषण के रूप में उन्हें अतिरिक्त लिपोसोम को हटाने के लिए सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा धोया गया है, यह दर्शाता है कि बूंद आकार 200 नैनोमीटर के पास हैं।गर्म होने पर नैनोड्रॉपलेट वाष्पीकरण के माइक्रोस्कोपी डेटा से पता चलता है कि कुछ अनायास वाष्पीकृत माइक्रोबबल्स हीटिंग से पहले दृश्य के क्षेत्र में स्पष्ट होते हैं, और हीटिंग के बाद गैस माइक्रोबबल्स की एक बड़ी संख्या देखी जाती है। नैनोड्रॉपलेट्स की माइक्रोस्कोपी छवियों को सीधे एक्सट्रूडर में बिना पूर्व-शीतलन के डाला जाता है, शून्य डिग्री सेल्सियस पर संघनित किया जाता है, और माइनस 18 डिग्री सेल्सियस पर यहां दिखाया गया है। वाष्पीकरण से पहले और बाद में संघनित ऑक्टाफ्लोरोप्रोपेन बूंदों की प्रतिनिधि छवियां भी डीएफबी बूंदों के समान हीटिंग के बाद गैस माइक्रोबबल्स की एक बड़ी संख्या दिखाती हैं।इस प्रक्रिया के दौरान याद रखने वाली सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि बूंद की उपज संक्षेपण के दौरान तापमान और दबाव पर अत्यधिक निर्भर करती है, और मामूली बदलाव परिणामों को प्रभावित करेंगे। vaporizable बूंदों उत्पन्न करने के बाद, वे विवो इमेजिंग और अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर दवा वितरण में अनुकूलित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, साथ ही साथ विवो और पूर्व vivo अनुप्रयोगों में अन्य. इस तकनीक को विकसित करने के बाद, विवो वाष्पीकरण थ्रेसहोल्ड में नैनोड्रॉपलेट आकार और गैस कोर सामग्री के प्रभावों को इस प्रोटोकॉल में मामूली संशोधनों का उपयोग करके पता लगाया गया है।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Production and Targeting of Monovalent Quantum Dots

उत्पादन और Monovalent क्वांटम डॉट्स का लक्ष्य निर्धारण

The multivalent nature of commercial quantum dots (QDs) and the difficulties associated with producing monovalent dots have limited their applications in ...

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

केमिकल का उत्पादन<em&gt; क्लेबिसेला न्यूमोनिया</em&gt; फीडस्टॉक के रूप में बांस हाइडोलाइजेट का इस्तेमाल करना

Bamboo is an important biomass, and bamboo hydrolysate is used by Klebsiella pneumoniae as a feedstock for chemical production. Here, bamboo powder was ...

Generic Protocol for Optimization of Heterologous Protein Production Using Automated Microbioreactor Technology

Heterologous प्रोटीन उत्पादन के अनुकूलन के लिए जेनेरिक प्रोटोकॉल स्वचालित Microbioreactor प्रौद्योगिकी का उपयोग

A core business in industrial biotechnology using microbial production cell factories is the iterative process of strain engineering and optimization of ...

Production of Extracellular Matrix Fibers via Sacrificial Hollow Fiber Membrane Cell Culture

बलि खोखले फाइबर झिल्ली सेल संस्कृति के माध्यम से Extracellular मैट्रिक्स फाइबर का उत्पादन

Engineered scaffolds derived from extracellular matrix (ECM) have driven significant interest in medicine for their potential in expediting wound closure ...

Microfluidic Production of Lysolipid-Containing Temperature-Sensitive Liposomes

लाइसोलिपिड युक्त तापमान-संवेदनशील लिपोसोम्स का माइक्रोफ्लूइडिक उत्पादन

The presented protocol enables a high-throughput continuous preparation of low temperature-sensitive liposomes (LTSLs), which are capable of loading ...

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

चुंबकीय हाइपरथर्मिया और पोथोटोथर्मल कॉम्बिनेशन कैंसर थेरेपी के लिए चुंबकीय-, ध्वनिक-, और ऑप्टिकल-ट्रिपल-उत्तरदायी माइक्रोबबल्स

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...

Imaging and Quantification of the Area of Fast-Moving Microbubbles Using a High-Speed Camera and Image Analysis

एक उच्च गति कैमरा और छवि विश्लेषण का उपयोग कर तेजी से चलती माइक्रोबबल्स के क्षेत्र की इमेजिंग और मात्राकरण

An experimental and image analysis technique is presented for imaging cavitation bubbles and calculating their area. The high-speed imaging experimental ...

An Efficient Method for Adenovirus Production

एडेनोवायरस उत्पादन के लिए एक कुशल विधि

Adenoviral transduction has the advantage of a strong and transient induction of the expression of the gene of interest into a broad variety of cell types ...

Single-Cell Optical Action Potential Measurement in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

मानव प्रेरित Pluripotent स्टेम सेल-व्युत्पन्न कार्डियोमायोसाइट्स में एकल सेल ऑप्टिकल एक्शन संभावित माप

Conventional intracellular microelectrode techniques to quantify cardiomyocyte electrophysiology are extremely complex, labor intensive, and typically ...

Multi-timescale Microscopy Methods for the Characterization of Fluorescently-labeled Microbubbles for Ultrasound-Triggered Drug Release

अल्ट्रासाउंड-ट्रिगर ड्रग रिलीज के लिए फ्लोरोसेंटली-लेबल वाले माइक्रोबबल्स के लक्षण वर्णन के लिए मल्टी-टाइमस्केल माइक्रोस्कोपी विधियां

Microbubble contrast agents hold great promise for drug delivery applications with ultrasound. Encapsulating drugs in nanoparticles reduces systemic ...