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

우리는 vaporizable 위상 시프트 나노 방울의 TRSP 분석을 제공하는 박사 켄 호이트의 실험실에서 도미니크 제임스에게 감사드립니다

1. 지질 필름 만들기
<ol><li>다음 방향을 사용하여 올바른 비율로 지질을 혼합하여 90% DSPC 및 10% DSPE-PEG2K를 사용하여 마이크로버블 생성을 위한 지질 필름을 준비합니다.<ol>
<li>클로로폼으로 DSPC 및 DSPE-PEG2K의 스톡 지질을 만듭니다. 무게 50 별도의 바이알각 지질 분말의 mg. 1mL 유리 주사기를 사용하여 각 유리병에 1mL의 클로로폼을 추가합니다.</li>
		<li>DSPC 재고 287 μL과 DSPE-PEG2K 스톡 113 μL(모두 50 mg/...

<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>

생체 내 이미징 및 치료를 위한 마이크로 버블 및 위상 시프트 물방울의 제형, 물리학 및 잠재적인 응용 분야에 대해 설명하는 포괄적인 문헌 본문이 있습니다. 이 토론은 지질 마이크로 버블을 생성하고 낮은 비등점 DFB 가스 및 고압 압출을 사용하여 하위 미크로른 위상 이동 방울로 변환하는 데 명시적으로 관련됩니다. 여기에 설명된 방법은 이전 마이크로버블 응축 방법을 한 단계로 결합하여 ?...

초음파 조영제 (UCA)는 이미징 및 치료 응용 프로그램에 대한 인기가 급속히 증가하고 있습니다. 마이크로 버블, 원래 UCA, 현재 임상 진단 응용 프로그램에 사용되는 주류 에이전트입니다. 마이크로버블은 지질, 단백질 또는 폴리머 껍질1로 둘러싸인 직경 1-10 μm의 가스 로 채워진 구체입니다. 그러나 크기와 생체 내 안정성은 많은 응용 프로그램에서 기능을 제한할 수 있습니다. 과열된 액체 코어를 포함하는 위상 이동 나노 방울은 크기가 작고 순환 생활이 향상되어 이러한 제한 사항 중 일부를 극복 할 수 있습니다2. 열 또는 음향 에너지에 노출되면 과열된 액체 코어가 기화하여 가스 마이크로버블2,3,4,5를 형성합니다. 기화 임계값은 액적 크기5,6과 직접 관련이 있기 때문에 균일한 크기로 액적 현탁액을 공식화하는 것이 일관된 활성화 임계값을 달성하는 데 매우 바람직할 것입니다. 균일한 액적 크기를 생성하는 제형 방법은 종종 복잡하고 비용이 많이 드는 반면, 비용 효율적인 접근 방식은 다분산 솔루션7을 초래합니다. 또 다른 제한은 생체 내에서 효율적인 활성화에 매우 중요한 낮은 비등점 퍼플루오로카본(PFC) 가스로 안정적인 위상 시프트 방울을 생성하는 기능입니다. 이 원고에서, 프로토콜은 생체 내 이미징 및 치료 응용 을 위한 안정적인 여과 된 낮은 비등점 기발성 위상 이동 방울을 생성하기 위한 설명이다.
모노분산 서브미칸 위상 시프트 액적7을 생성하는 많은 방법이 있습니다. 크기를 제어하는 가장 강력한 방법 중 하나는 미세 유체 장치의 사용입니다. 이러한 장치는 비용이 많이 들 수 있으며, 물방울 생산 속도가 느려지며(~104-106방울/s)7이 필요하며 광범위한 교육이 필요합니다. 미세 유체 장치는 또한 일반적으로 시스템의 자발적인 기화 및 막힘을 피하기 위해 고비등점 가스가 필요합니다7. 그러나, de Gracia Lux et al.9에 의한 최근 연구는 저등점 decafluorobutane (DFB) 또는 옥타플루오로프로판 (OFP)를 사용하여 저조미크론 위상 시프트 (1010-1012/mL)의 고농도를 생성하는 데 미세 유체제를 냉각하는 방법을 보여줍니다.
일반적으로 DFB 또는 OFP와 같은 저등점 가스는 미리 형성된 가스 기포를 사용하여 취급하기가 더 쉽습니다. 증발성 물방울은 저온 및 고압5,10을 사용하여 가스를 응축시킴으로써 전구체 지질 안정화 기포로부터 생성될 수 있다. 이 방법을 사용하여 생산된 액적의 농도는 전구체 마이크로 버블 농도 및 방울로 의 기포 변환의 효율에 따라 달라집니다. 농축 마이크로 버블은 1010 MB /mL11 >에 접근하는 팁 초음파 처리에서 보고되었으며, 별도의 연구는 응축 된 OFP 및 DFP 거품12에서 ~ 1-3 x1011 방울 / mL에 이르는 방울 농도를보고했습니다. 단일 분산 된 액적문제가 우려되지 않는 경우 응축 방법은 낮은 비등점 PFC를 사용하여 지질 안정화 위상 시프트 액적을 생성하는 가장 간단하고 저렴한 방법입니다. 그러나, 단일분산 전구체 기포를 생성하는 것도 어렵기 때문에 미세유체또는 반복된 차동 원심분리기와 같은 비용이 많이 드는 접근법이 필요하다11. DFB와 OFB 나노방울을 생산하는 대체 접근법은 최근 리포솜13에 있는 물방울의 자발적인 핵을 사용하여 간행되었습니다. 이 방법은 "Ouzo" 효과를 활용하여 거품을 응축할 필요 없이 낮은 비등점 PFC 방울을 생성하는 간단한 방법입니다. PFC 액적의 크기 분포는 액적의 핵을 시작하는 데 사용되는 PFC, 지질 및 에탄올 성분을 섬세한 적정 및 혼합하여 제어할 수 있습니다. 또한 퍼플루오로카본의 혼합은 나노방울14,15의 안정성 과 활성화 임계값을 제어하는 데 사용될 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다. Shakya 외.에 의한 최신 연구는 탄화수소 내골격 내에서 높은 비등점 PFC를 유화하여 나노 방울 활성화가 다른 형태의 액적 크기 여과와 함께 고려될 수 있는 접근법인 액적 코어16 내에서 이종성 핵화를 용이하게 함으로써 어떻게 조정할 수 있는지를 보여줍니다.
일단 형성되면, 위상 이동 액적더는 더 많은 단일 분산 인구를 만들기 위해 형성 후 압출 될 수있다. 실제로, 여기서 설명된 방법과 유사한 프로토콜은 코모펙 외.17 에 의해 이전에 공표되어 높은 비등점 도데코플루오펜타네(DDFP)를 액적 코어로 사용하였다. 높은 비등점 퍼플루오로카본 (실온에서 안정)과 위상 시프트 방울을 사용하고자하는 독자는 대신 위의 기사를 참조해야합니다. DFB 및 OFP와 같이 낮은 비등점 가스로 물방울을 생성하고 압출하는 것이 더 복잡하며 미리 형성된 가스 기포를 응축하여 접근하는 것이 가장 좋습니다.
본 프로토콜에서, 프로브 팁 초음파 처리를 사용하여 DFB 가스 코어로 미리 형성된 지질 마이크로버블을 생성하는 일반적인 방법이 설명된다. 다음으로, 상업용 압출기는 전형 마이크로버블을 서브미칸 위상 시프트 나노방울로 응축하는 데 사용된다(도 1). 결과 물방울은 열과 초음파에 의해 활성화됩니다. 이 방법은 고가의 미세 유체 장치 없이는 크기 분포가 좁은 기존 응축 방법보다 더 많은 양의 나노 드롭렛 솔루션을 생성할 수 있습니다. 크기 분포가 좁은 나노 드롭렛 솔루션의 생산은 더 균일한 기화 임계값을 생성할 수 있습니다. 이것은 화상 진찰, 절제, 약 납품 및 색전화1,3,4,6와 같은 수많은 응용에 대한 그들의 잠재력을 최대화할 것입니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62203/62203fig01.jpg"> 그림 1: 전형성 마이크로버블을 위상 시프트 나노방울로 응축하기 위한 고압 압출 설정의 회로도. 마이크로버블 용액은 압출기 챔버에 첨가되고 함유되고, 질소 탱크로부터 250psi가 챔버 입구 밸브를 통해 가적용됩니다. 질소 가스는 챔버의 기저에 있는 필터를 통해 마이크로버블 용액을 밀어 내고 샘플을 나노방울로 응축합니다. 용액은 마침내 샘플 콘센트 튜브를 통해 압출기에서 밀려 나서 수집됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62203/62203fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</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

화상 진찰 및 치료를 위한 vaporizable 상 시프트 물방울의 생산을 위해 이용될 수 있는 많은 방법이 있습니다. 각 방법은 서로 다른 기술을 활용하고 가격, 재료 및 목적에 따라 다릅니다. 이러한 제조 방법의 대부분은 균일하지 않은 활성화 임계값을 가진 다분산 인구를 초래합니다. 또한, 액적 크기를 제어하려면 일반적으로 생체 내에서 실용적이지 않은 높은 활성화 임계값을 가진 안정적인 퍼플루오로카본 액체가 필요합니다. 낮은 비등점 가스를 사용하여 균일 한 방울 크기를 생산하는 것은 생체 이미징 및 치료 실험에 도움이 될 것입니다. 이 문서에서는 저등점 데아플루오로부탄(DFB)을 이용한 크기 여과된 지질 안정화 위상 시프트 나노방울의 형성을 위한 간단하고 경제적인 방법을 설명합니다. 지질 마이크로 버블을 생성하는 일반적인 방법은 단일 단계에서 고압 압출로 응축하는 새로운 방법 외에도 설명됩니다. 이 방법은 많은 생물학적 실험실에서 발견되는 일반적인 실험실 장비를 사용하여 다양한 응용 분야에 대해 시간을 절약하고 효율성을 극대화하며 더 많은 양의 마이크로 버블 및 나노 드롭렛 솔루션을 생성하도록 설계되었습니다.

크기 분포의 대표적인 결과는 동적 광 산란(DLS) 및 튜닝 가능한 저항 펄스 감지(TRSP) 분석을 사용하여 포함됩니다. 도 5는 압출 유무에 관계없이 응축된 버블 솔루션의 크기 분포를 나타낸다. 압출없이 프로토콜은 5.3 단계에서 끝납니다. 차가운 거품은 차가운 동안 대기압에 샘플을 배출하여 응축된다. 응축된 샘플만 400nm 에 가까운 훨씬 더 넓은 분포를 가지고 있습니다. 압출...

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

이 프로토콜은 프로브 팁 초음파 처리를 사용하여 대용량 지질 캡슐화된 데파플루오로부탄 마이크로버블을 생성하고 고압 압출 및 기계적 여과를 사용하여 위상 시프트 나노 방울로 응축시키는 방법을 설명합니다.

미리 형성된 마이크로버블에서 멤브레인 여과 위상 시프트 데카플루오로부탄 나노방울의 생산

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

이 프로토콜은 생체 의학 응용 분야에서 사용하기 위해 낮은 비등점 vaporizable 방울의 다분산성을 감소시키는 쉬운 방법입니다. 이 기술은 미리 형성된 가스 마이크로 버블을 응축시키고 제어 가능하고 확장 가능하며 비교적 비용 효율적인 방식으로 생성된 액체 방울을 크기별로 필터링합니다. 이 방법은 최종 액적 크기를 제어하기 위해 다른 필터를 사용하여 다른 쉘 및 가스 물질을 가진 다양한 지질 마이크로 버블에 적용 될 수 있습니다.절차를 시연하는 것은 박사 선생님시 연구소의 학부 연구원 인 Darrah Merillat가 될 것입니다. 초음파 처리기의 전원 스위치를 켜고 마이크로팁 부착을 사용하여 허용된 최대로 진폭을 설정하고 초음파 처리 시간을 10초로 설정하도록 합니다. 따뜻한 수화 지질 용액을 사운드 인클로저에 미세 팁이 있는 표면 아래에 놓습니다.DFB 탱크 출구에서 인클로저에 보관된 따뜻한 지질 용액으로 가스를 안내하기 위해 유리병 목에 적절한 튜브 길이를 부착합니다. 가스가 지질 용액 위로 흐르는 것을 볼 수 있을 때까지 탱크 밸브를 천천히 열어 액체 표면에 약간의 파문을 일으킵니다. 가스 흐름이 너무 높으면 마이크로 버블 형성 중에 용액이 넘쳐납니다.초음파 처리기를 시작하고 10 초 동안 계속 실행하여 마이크로 버블을 생성합니다. 초음파 처리가 끝나면 DFB 탱크 밸브를 즉시 닫습니다. 마이크로 버블 용액을 빠르게 캡을 씌우고 얼음 욕조에 유리병을 담그고 샘플을 섭씨 55도 이하로 식힙니다.200나노미터 세라믹 필터를 사용하여 사용자의 매뉴얼에 따라 고압 압출기를 조립하고 방수 용기의 중앙에 배치하여 샘플 콘센트 튜브가 측면에 대해 압착되거나 압착되지 않도록 합니다. 제조 자가 공급한 어댑터를 사용하여 압출기를 질소 가스 탱크에 결합하십시오. 압출 된 샘플을 수집하기 위해 출구 튜브의 끝을 반짝이 유리병에 넣고 유리병 내에 머물 기 위해 테이프로 용기에 튜브를 고정시하십시오.방출 밸브를 열고 닫아 압출기 내에 압력이 없도록 합니다. 챔버 뚜껑을 제거합니다. 그리고 압출기 챔버에 PBS의 5 밀리리터를 추가합니다.뚜껑을 교체하여 안전하게 다시 제자리에 클릭하는지 확인합니다. 압력 게이지가 250 PSI를 판독하도록 질소 가스 탱크를 열어 압력 제어 밸브가 닫힌 위치에 있는지 확인합니다. 가스 탱크를 닫고 압출기 챔버 입구 밸브를 열어 PBS 용액이 시스템을 통해 밀어 내고 샘플 출구 튜브를 신자극 유리병으로 내쫓습니다.가스만 튜브를 빠져나갈 때, 방출 밸브를 열고 압력이 PSI제로 떨어질 수 있습니다. 그런 다음 반짝이 유리병을 제거합니다. 방출 밸브를 열고 닫아 압출기 내에 압력이 없는지 확인하고 콘센트 튜브 끝에 새로운 반짝임을 배치합니다.강철 용기를 2-메틸부탄으로 채우고 드라이 아이스를 추가하여 온도를 섭씨 영하 18도까지 떨어뜨리세요. 차가운 2-메틸부탄에 마이크로 버블 용액을 삽입하여 샘플을 2 분 동안 잠급니다. 2분 내내 반짝이는 바이알을 움직여 거품을 부드럽게 섞습니다.영하 15도에서 영하 18도 사이의 온도를 유지하기 위해 필요에 따라 드라이 아이스를 추가합니다. 2 분 후, 차가운 2-메틸 부탄에서 마이크로 버블을 제거합니다. 유리병을 부드럽게 소용돌이어 마이크로버블을 섞고 거품을 차가운 10밀리리터 주사기로 옮춥니다.압출기 챔버 뚜껑을 제거하고 주사기의 플런저를 천천히 밀어 챔버에 마이크로 버블 용액을 추가합니다. 압출기 캡을 교체하여 제자리에 안전하게 클릭합니다. 압출기의 압력 제어 밸브와 방출 밸브가 닫힌 위치에 있는지 확인합니다.압력 게이지가 250 PSI를 읽을 때까지 질소 가스 탱크를 엽니다. 가스 탱크를 닫고 압력 제어 밸브를 열린 위치로 돌립니다. 용액이 출구 튜브에서 신경병 바이알을 채우고 가스만 튜브를 빠져나가는 경우 압력 방출 밸브를 천천히 열고 압력이 PSI제로 떨어질 수 있습니다.압출 된 액적 용액 10 밀리리터를 15 밀리리터 원심분리기 튜브로 옮기십시오. 압출된 샘플을 섭씨 4도에서 10분 동안 1, 500회 G로 원심분리합니다. 솔루션 상단에 나타나는 상체와 자발적으로 기화 된 방울을 버리십시오.20%의 글리세롤과 20%의 프로필렌 글리콜을 갖춘 PBS의 10 밀리리터에서 DFP 나노방울을 포함하는 펠릿을 다시 중단한다. 압출 유무에 응축된 버블 솔루션의 크기 분포는 응축된 샘플만이 400나노미터에 가까운 분포를 훨씬 더 넓게 가지고 있는 반면, 압출된 시료는 200나노미터를 중심으로 분포가 좁아진 것을 보여준다. 상시변액을 분석하여 과도한 리포솜을 제거하기 위해 상시프트 액적을 분석하는 데 사용되는 튜닝 저항 펄스 감지 분석은 액적 크기가 200나노미터에 가깝다는 것을 나타낸다.가열 시 나노방울 기화의 현미경 데이터는 일부 자발적으로 기화 된 마이크로 버블이 가열 전에 시야에서 명백하다는 것을 나타내며, 가열 후 더 많은 수의 가스 마이크로 버블이 관찰된다. 사전 냉각 없이 압출기에 직접 삽입된 나노방울의 현미경 이미지는 섭씨 0도에서 응축되고 영하 18도에서 여기에 표시됩니다. 기화 전후에 응축된 옥타플루오로프로판 방울의 대표적인 이미지는 DFB 액적과 유사한 가열 후 더 많은 수의 가스 마이크로버블을 보여줍니다.이 절차 에서 기억해야 할 가장 중요한 것은 물방울 수율이 응축 중 온도와 압력에 크게 의존하며 약간의 변화가 결과에 영향을 미친다는 것입니다. 증발 가능한 물방울을 생성 한 후 초음파를 사용하여 생체 이미징 및 약물 전달뿐만 아니라 다른 생체 내 및 전 생체 응용 프로그램을 최적화하는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술을 개발 한 후, 생체 내 기화 임계값에 나노 방울 크기와 가스 코어 함량의 효과는이 프로토콜에 약간의 수정을 사용하여 탐구되었습니다.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Production and Targeting of Monovalent Quantum Dots

생산 및 일가 양자점 타겟팅

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

연구

생체공학

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

Production of Chemicals by Klebsiella pneumoniae Using Bamboo Hydrolysate as Feedstock

화학 제품의 생산<em&gt; Klebsiella pneumoniae</em&gt; Bamboo 가수 분해물을 공급 원료로 사용

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

자동화 된 Microbioreactor 기술을 사용 하 여 분리 단백질 생산의 최적화를 위한 일반 프로토콜

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

희생 빈 섬유 막 세포 배양을 통해 기질 섬유의 생산

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

리소리피드 함유 온도 민감성 리포좀의 미세유체 생산

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

자기 고열증 및 포토열 조합 암 치료를 위한 자기, 음향 및 광학 삼중 반응 마이크로 버블

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

고속 카메라 및 이미지 분석을 사용하여 빠르게 움직이는 마이크로 버블 영역의 이미징 및 정량화

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

아데노바이러스 생산을 위한 효율적인 방법

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

인간 유도 만능 줄기 세포 유래 심근 세포에서 단세포 광학 작용 잠재적 측정

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

초음파 트리거 약물 방출을 위한 형광 표지 마이크로 버블의 특성화를 위한 다중 시간 척도 현미경 검사법

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