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

Dr. Ken Hoyt'un laboratuvarındaki Dominique James'e buharlaştırılabilir faz kaydırma nanodropletlerinin TRSP analizini sağladığı için teşekkür ederiz.

1. Lipid filmleri yapmak
<ol><li>Lipitleri aşağıdaki talimatları kullanarak doğru oranda karıştırarak% 90 DSPC ve% 10 DSPE-PEG2K kullanarak mikrobubble üretimi için lipid filmleri hazırlayın:<ol>
<li>DSPC ve DSPE-PEG2K stok lipitlerini kloroform olarak yapın. Her lipit tozunun 50 mg'ını ayrı şişelerde tartın. 1 mL cam şırınna kullanarak her şişeye 1 mL kloroform ekleyin.</li>
		<li>Cam şırıngam kullanarak 20 mL scintillation şişesine 287 μL DSPC stoğu ve 113 μL DSPE-PEG2K stoğu (her iki...

<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>

Vivo görüntüleme ve tedavi için mikrobubbles ve faz kaydırma damlacıklarının formülasyon, fizik ve potansiyel uygulamalarını tartışan kapsamlı bir literatür gövdesi mevcuttur. Bu tartışma açıkça lipid mikrobubbles üretmek ve düşük kaynama noktası DFB gaz ve yüksek basınç ekstrüzyon kullanarak mikron altı faz kaydırma damlacıkları dönüştürmekle ilgili. Burada özetlenen yöntem, önceki mikrobubble yoğuşma yöntemlerini tek bir adımda damlacık ekstrüzyonu ile birleştirerek büy?...

Ultrason kontrast ajanları (UCAs) görüntüleme ve tedavi uygulamaları için popülaritesi hızla artmaktadır. Mikrobubbles, orijinal UCA'lar, şu anda klinik tanı uygulamalarında kullanılan ana akım ajanlardır. Mikrobubbles, genellikle 1-10 μm çapında, lipid, protein veya polimer kabuklarla çevrili gaz dolu kürelerdir1. Ancak, boyutları ve in vivo stabiliteleri birçok uygulamada işlevlerini sınırlayabilir. Aşırı ısınmış bir sıvı çekirdek içeren faz kaydırma nanodropletleri, daha küçük boyutları ve geliştirilmiş dolaşım ömrü nedeniyle bu sınırlamaların bazılarının üstesinden gelebilir2. Isıya veya akustik enerjiye maruz kaldığında, aşırı ısınmış sıvı çekirdek buharlaşarak gaz mikrobubble2,3,4,5 oluşturur. Buharlaşma eşiği damlacık boyutu5,6 ile doğrudan ilişkili olduğundan, tekdüze boyutta damlacık süspansiyonlarının formüle edilmesi tutarlı aktivasyon eşiklerine ulaşmak için son derece arzu edilir. Tek tip damlacık boyutları üreten formülasyon yöntemleri genellikle karmaşık ve maliyetlidir, daha uygun maliyetli yaklaşımlar ise polidisperse çözümleriyle sonuçlanır7. Diğer bir sınırlama, vivo8'de verimli aktivasyon için kritik olan düşük kaynama noktası perflorokarbon (PFC) gazları ile kararlı faz kayması damlacıkları üretme yeteneğidir. Bu yazıda, in vivo görüntüleme ve terapi uygulamaları için kararlı filtrelenmiş düşük kaynama noktası buharlaştırılabilir faz kayması damlacıkları üretmek için bir protokol açıklanmıştır.
Monodispersed altmikron faz-shift damlacıkları üretmenin birçok yöntemi vardır7. Boyutu kontrol etmenin en sağlam yöntemlerinden biri mikroakışkan cihazların kullanılmasıdır. Bu cihazlar maliyetli olabilir, yavaş damlacık üretim oranlarına (~104-106 damlacık/ s)7 sahip olabilir ve kapsamlı eğitim gerektirir. Mikroakışkan cihazlar ayrıca sistemin kendiliğinden buharlaşmasını ve tıkanmasını önlemek için genellikle yüksek kaynama noktası gazlarına ihtiyaç duyar7. Bununla birlikte, de Gracia Lux ve ark.9 tarafından yapılan yeni bir çalışma, bir mikrofloluidizatörin soğutulmasının, düşük kaynama noktası decafluorobutane (DFB) veya octafluoropropane (OFP) kullanarak yüksek konsantrasyonlarda mikron faz kayması (1010-1012/mL) üretmek için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.
Genel olarak, DFB veya OFP gibi düşük kaynayan nokta gazlarının önceden biçimlendirilmiş gaz kabarcıkları kullanılarak işlenmesi daha kolaydır. Buharlaştırılabilir damlacıklar, düşük sıcaklıklar ve yüksek basınç5,10 kullanılarak gazın yoğunlaşarak öncü lipid stabilize kabarcıklardan üretilebilir. Bu yöntem kullanılarak üretilen damlacıkların konsantrasyonu öncü mikrobubble konsantrasyonuna ve kabarcıkların damlacıklara dönüştürülmesinin verimliliğine bağlıdır. Konsantre mikrobubbles 1010 MB / mL11 > yaklaşan uç sonication bildirilmiştir, ayrı bir çalışma yoğunlaşmış OFP ve DFP kabarcıkları gelen ~1-3 x1011 damlacık / mL arasında değişen damlacık konsantrasyonları bildirilmiştir12. Monodispersed damlacıklar bir sorun olmadığında, yoğuşma yöntemleri, düşük kaynama noktası PFC'leri kullanarak lipid stabilize faz kaydırma damlacıkları üretmenin en basit ve en düşük maliyetli yöntemleridir. Yoğuşmadan önce tekdüze boyut kabarcıkları oluşturma yöntemleri, daha fazla monodisperse damlacık popülasyonu oluşturmaya yardımcı olabilir. Bununla birlikte, monodisperse öncü kabarcıkları üretmek de zordur, mikroakışkanlar veya tekrarlanan diferansiyel santrifüj teknikleri gibi daha maliyetli yaklaşımlar gerektirir11. DFB ve OFB nanodroplets üretimine alternatif bir yaklaşım son zamanlarda lipozomlarda damlacıkların kendiliğinden çekirdeklenmesi kullanılarak yayınlanmıştır13. Bir "Uzo" etkisi kullanan bu yöntem, kabarcıkları yoğunlaştırarak ihtiyaç duymadan düşük kaynama noktası PFC damlacıkları üretmenin basit bir yoludur. PFC damlacıklarının boyut dağılımı, damlacıkların çekirdeklenmesini başlatmak için kullanılan hassas titrasyon ve PFC, lipid ve etanol bileşenlerinin karıştırılması ile kontrol edilebilir. Ayrıca, perflorokarbonların karıştırılmasının nanodropletlerin stabilitesini ve aktivasyon eşiklerini kontrol etmek için kullanılabileceğini belirtmek gerekir14,15. Shakya ve ark. tarafından yapılan daha yeni çalışmalar, damlacık çekirdeği içindeki heterojen çekirdeklenmeyi kolaylaştırmak için bir hidrokarbon endoskeleton içindeki yüksek kaynama noktası PFC'leri emülsifiye edilerek nanodroplet aktivasyonunun nasıl ayarlanabileceğini göstermektedir16, bu da diğer damlacık boyutu filtrasyon biçimleriyle birlikte düşünülebilecek bir yaklaşımdır.
Oluştuktan sonra, faz kayması damlacıkları oluşumdan sonra ekstrüde edilerek daha fazla monodispers popülasyonu oluşturulabilir. Aslında, burada açıklanan yönteme benzer bir protokol daha önce Kopechek ve ark.17 tarafından damlacık çekirdeği olarak yüksek kaynama noktası dodecofluorpentane (DDFP) kullanılarak yayımlanmıştır. Yüksek kaynama noktası perflorokarbonlu (oda sıcaklığında stabil) faz kaydırma damlacıkları kullanmak isteyen okuyucular bunun yerine yukarıdaki makaleye referans vermelidir. DFB ve OFP gibi düşük kaynama noktası gazları ile damlacık üretmek ve ekstrüde etmek daha karmaşıktır ve en iyi önceden biçimlendirilmiş gaz kabarcıklarının yoğunlaştırılmasıyla yaklaşılır.
Bu protokolde, prob ucu sonikasyonu kullanılarak DFB gaz çekirdeği ile önceden biçimlendirilmiş lipid mikrobubbles oluşturmanın yaygın bir yöntemi açıklanmıştır. Daha sonra, önceden biçimlendirilmiş mikrobubbles mikromikron faz kaydırma nanodroplets içine yoğuşmak için ticari bir ekstrüder kullanılır (Şekil 1). Elde edilen damlacıklar daha sonra ısı ve ultrason ile aktive edilebilir. Bu yöntem, pahalı mikroakışkan cihazlara ihtiyaç duymadan daha dar boyut dağılımlarına sahip geleneksel yoğuşma yöntemlerinden daha büyük miktarlarda nanodroplet çözeltisi üretebilir. Dar boyutlu dağılımlara sahip nanodroplet çözeltilerinin üretimi muhtemelen daha düzgün buharlaşma eşikleri oluşturabilir. Bu, görüntüleme, ablasyon, ilaç teslimi ve embolizasyon gibi çok sayıda uygulama için potansiyellerini en üst düzeye çıkaracaktır1,3,4,6.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62203/62203fig01.jpg"> Şekil 1: Önceden biçimlendirilmiş mikrobubbles faz kaydırma nanodropletler içine yoğuşmak için yüksek basınçlı ekstrüzyon kurulumu şeması. Mikrobubble çözeltisi ekstrüder odasına eklenir ve bulunur ve azot tankından 250 psi, oda giriş vanasından uygulanır. Azot gazı, mikrobubble çözeltisini odanın tabanındaki filtreden geçirerek numuneyi nano damlacıklara yoğunlayacaktır. Çözelti sonunda numune çıkış tüpünden ekstrüder dışına itilir ve toplanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62203/62203fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</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

Görüntüleme ve tedavi için buharlaştırılabilir faz kayması damlacıklarının üretimi için kullanılabilecek birçok yöntem vardır. Her yöntem farklı teknikler kullanır ve fiyat, malzeme ve amaca göre değişir. Bu imalat yöntemlerinin çoğu, tekdüze olmayan aktivasyon eşiklerine sahip polidispers popülasyonlarla sonuçlanır. Ek olarak, damlacık boyutlarının kontrol altına getirilmesi tipik olarak pratik in vivo olmayan yüksek aktivasyon eşiklerine sahip kararlı perflorokarbon sıvılar gerektirir. Düşük kaynayan nokta gazları kullanarak tek tip damlacık boyutları üretmek in vivo görüntüleme ve terapi deneyleri için faydalı olacaktır. Bu makalede, düşük kaynama noktası decafluorobutane (DFB) ile boyut filtreli lipid stabilize faz kaydırma nanodropletlerinin oluşumu için basit ve ekonomik bir yöntem açıklanmaktadır. Lipid mikrobubbles oluşturmanın yaygın bir yöntemi, tek bir adımda yüksek basınçlı ekstrüzyon ile yoğuşma yeni bir yönteme ek olarak açıklanmaktadır. Bu yöntem, birçok biyolojik laboratuvarda bulunan ortak laboratuvar ekipmanlarını kullanarak çok çeşitli uygulamalar için zamandan tasarruf etmek, verimliliği en üst düzeye çıkarmak ve çok çeşitli uygulamalar için daha büyük hacimlerde mikrobubble ve nanodroplet çözümleri üretmek için tasarlanmıştır.

Boyut dağılımının temsili sonuçları, dinamik ışık saçılımı (DLS) ve ayarlanabilir dirençli darbe algılama (TRSP) analizi kullanılarak dahil edilir. Şekil 5 , ekstrüzyonlu ve ekstrüzyonsuz yoğun kabarcık çözeltilerinin boyut dağılımını göstermektedir. Ekstrüzyon olmadan, protokol 5.3 adımda sona erer. Soğutulmuş kabarcıklar, numunenin soğukken atmosferik basınca boşaltarak yoğunlaşır. Yoğunlaştırılmış sadece numune 400 nm'ye yakın ortalanmış ?...

Watch this Scientific Journal Video about Production of Membrane-Filtered Phase-Shift Decafluorobutane Nanodroplets from Preformed Microbubbles at JoVE.com

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

Bu protokol, prob ucu sonikasyonu kullanarak büyük hacimlerde lipid kapsüllenmiş decafluorobutane mikrobubbles üretme ve daha sonra yüksek basınçlı ekstrüzyon ve mekanik filtrasyon kullanarak faz kaydırma nanodropletlerine yoğuşma yöntemini açıklar.

Önceden Biçimlendirilmiş Mikrobubbles'tan Membran Filtreli Faz KaydırmaLı Decafluorobutane Nanodroplets Üretimi

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

Bu protokol, biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere düşük kaynama noktası buharlaştırılabilir damlacıkların polidispersitesini azaltmanın kolay bir yöntemidir. Bu teknik, önceden biçimlendirilmiş gaz mikrobubbles yoğunlaştırmak ve kontrol edilebilir, ölçeklenebilir ve nispeten uygun maliyetli bir şekilde boyuta göre elde sıvı damlacıkları filtreler. Bu yöntem, nihai damlacık boyutunu kontrol etmek için farklı filtreler kullanılarak farklı kabuk ve gaz malzemesine sahip çeşitli lipid mikrobubbles için uygulanabilir.Prosedürü gösteren, Dr. Sirsi'nin laboratuvarından lisans araştırmacısı Darrah Merillat olacak. Sonicator için güç anahtarını açın ve genliği mikro uç ataşmanını kullanarak izin verilen maksimum değere ayarlayın ve sonikasyon süresinin 10 saniye olarak ayarlandığından emin olun. Sıcak hidratlı lipit çözeltisini yüzeyin hemen altındaki mikro uçlu ses muhafazasına yerleştirin.DFB tank çıkışındaki gazı muhafazada tutulan sıcak lipit çözeltisine yönlendirmek için şişenin boynuna uygun bir boru uzunluğu takın. Gaz lipit çözeltisi üzerinde akarken görülene kadar tank vanasını yavaşça açın ve sıvının yüzeyinde hafif dalgalanmalara neden olun. Gaz akışı çok yüksekse, çözelti mikrobubble oluşumu sırasında taşacaktır.Sonicator'ı başlatın ve mikrobubbles oluşturmak için sürekli olarak 10 saniye çalıştırın. Sonication bittikten sonra, hemen DFB tank vanasını kapatın. Mikrobubble çözeltisini hızla kaplayın ve numuneyi 55 santigrat derecenin altında soğutmak için şişeyi bir buz banyosuna batırın.Yüksek basınçlı ekstrüderi kullanım kılavuzuna göre monte etmek için 200 nanometre seramik filtre kullanın ve numune çıkış borusunun yana bastırilmemesi veya kıvrışmaması için su geçirmez bir kabın ortasına yerleştirin. Ekstrüderi, üretici tarafından sağlanan adaptörü kullanarak azot gazı tankına birleştirir. Ekstrüde numuneyi toplamak için çıkış tüpünün ucunu bir scintillation şişesine yerleştirin, tüpü şişenin içinde kalmak için bantla kabın içine sabitleyin.Ekstrüder içinde basınç olmadığından emin olmak için serbest bırakma vanasını açın ve kapatın. Odanın kapağını çıkarın. Ve ekstrüder odasına beş mililitre PBS ekleyin.Kapağı değiştirin, güvenli bir şekilde yerine tıklamasını sağlayın. Azot gazı tankını açın, böylece basınç göstergesi 250 PSI okur ve basınç kontrol vanasının kapalı konumda olduğundan emin olun. Gaz tankını kapatın ve ekstrüder odası giriş vanasını açın, PBS çözeltisinin sistemden itilmesine ve numune çıkış tüpünün scintillation şişesine dışarı itilmesine neden olun.Borudan sadece gaz çıkarken, serbest bırakma vanasını açın ve basıncın sıfır PSI'a düşmesine izin verin. Sonra scintillation şişesini çıkarın. Ekstrüder içinde basınç olmadığından emin olmak için serbest bırakma vanasını açıp kapatın ve çıkış tüpünün ucuna yeni bir scintillation şişesi yerleştirin.Çelik bir kabı 2 metilbütan ile doldurun ve sıcaklığı eksi 18 santigrat dereceye düşürmek için kuru buz ekleyin. Mikrobubble çözeltisini soğutulmuş 2 metilbütan içine yerleştirin ve numuneyi iki dakika boyunca batırın. Kabarcıkları hafifçe karıştırmak için scintillation şişesini iki dakika boyunca hareket ettirin.Eksi 15 ila eksi 18 santigrat derece arasındaki sıcaklığı korumak için gerektiği gibi kuru buz ekleyin. İki dakika sonra, mikrobubbles soğutulmuş 2-metilbütan çıkarın. Mikrobubbles karıştırmak için şişeyi hafifçe döndürün ve kabarcıkları soğutulmuş 10 mililitrelik bir şırıngaya aktarın.Ekstrüder hazne kapağını çıkarın ve pistonu şırınganın üzerine yavaşça iterek mikrobubble çözeltisini hazneye ekleyin. Ekstrüder kapağını değiştirerek güvenli bir şekilde yerine tıklatığından emin olun. Basınç kontrol vanasının ve ekstrüderin serbest bırakma vanasının kapalı konumda olduğunu doğrulayın.Basınç göstergesi 250 PSI okuyana kadar azot gazı tankını açın. Gaz tankını kapatın ve basınç kontrol vanasını açık konuma getirin. Çözelti çıkış borusundaki scintillation şişesini doldurduğunda ve tüpten sadece gaz çıktığında, basınç tahliye vanasını yavaşça açın ve basıncın sıfır PSI'a düşmesine izin verin.Ekstrüde damlacık çözeltisinin 10 mililitresini 15 mililitrelik santrifüj tüpüne aktarın. Ekstrüde numuneyi 10 dakika boyunca 1.500 kez G'de 4 santigrat derecede santrifüjleyin. Süpernatantı ve çözeltinin üst kısmında görünen kendiliğinden buharlaşmış damlacıkları atın.DFP nanodropletlerden oluşan peleti %20 gliserol ve %20 propilen glikol ile 10 mililitre PBS'de yeniden askıya alın. Yoğunlaştırılmış kabarcık çözeltilerinin ekstrüzyonlu ve ekstrüzyonsuz boyut dağılımı, yoğunlaştırılmış tek numunenin 400 nanometreye yakın ortalanmış çok daha geniş bir dağılıma sahip olduğunu, ekstrüde numunenin ise 200 nanometre merkezli daha dar bir dağılıma sahip olduğunu göstermektedir. Faz kayması damlacıklarını analiz etmek için kullanılan ayarlanabilir direnç darbe algılama analizi, fazla lipozomları gidermek için santrifüjleme ile yıkandıkları için damlacık boyutlarının 200 nanometreye yakın olduğunu göstermektedir.Isıtıldığında nanodroplet buharlaşmasının mikroskopi verileri, ısınmadan önce görüş alanında bazı kendiliğinden buharlaşan mikrobubblelerin belirgin olduğunu ve ısıtıldıktan sonra daha fazla sayıda gaz mikrobubblesinin gözlendiğini göstermektedir. Ekstrüdere önceden soğumadan doğrudan yerleştirilen, sıfır santigrat derecede yoğunlaştırılmış ve eksi 18 santigrat derecede nanodropletlerin mikroskopi görüntüleri burada gösterilmiştir. Buharlaşma öncesi ve sonrası yoğunlaştırılmış octafluoropropane damlacıklarının temsili görüntüleri de DFB damlacıklarına benzer şekilde ısıtıldıktan sonra daha fazla sayıda gaz mikrobubbles göstermektedir.Bu işlem sırasında hatırlanması gereken en önemli şey, damlacık veriminin yoğuşma sırasındaki sıcaklığa ve basınca oldukça bağlı olduğu ve hafif varyasyonların sonuçları etkileyeceğidir. Buharlaştırılabilir damlacıklar ürettikten sonra, ultrason kullanarak in vivo görüntüleme ve ilaç teslimini optimize etmek için ve diğer in vivo ve ex vivo uygulamalarını optimize etmek için kullanılabilirler. Bu tekniği geliştirdikten sonra, nanodroplet boyutunun ve gaz çekirdeği içeriğinin in vivo buharlaşma eşikleri üzerindeki etkileri, bu protokolde yapılan küçük değişiklikler kullanılarak araştırılmıştır.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Production and Targeting of Monovalent Quantum Dots

Üretim ve Monovalent Kuantum Noktalarının Hedefleme

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

Kimyasalların Üretimi<emKlebsiella pneumoniae</em&gt; Bambu Hidrolizatını Hammadde Olarak Kullanma

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

Otomatik Microbioreactor teknolojisini kullanarak Contegra Protein üretim duruma getirilmesi için genel iletişim kuralı

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

Hücre dışı matriks liflerinin kurban Hollow Fiber membran hücre kültürü ile üretim

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

Lysolipid İçeren Sıcaklığa Duyarlı Lipozomların Mikroakışkan Üretimi

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

Manyetik Hipertermi ve Pothototermal Kombinasyon Kanser Tedavisi için Manyetik, Akustik ve Optik-Üçlü Duyarlı Mikrobubbles

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

Yüksek Hızlı Kamera ve Görüntü Analizi Kullanarak Hızlı Hareket Eden Mikrokabarcıkların Görüntülenmesi ve Ölçülmesi

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

Adenovirüs Üretimi İçin Verimli Bir Yöntem

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

İnsan kaynaklı Pluripotent Kök Hücre Türevli Kardiyomiyositlerde Tek Hücreli Optik Eylem Potansiyeli Ölçümü

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

Ultrason Tetiklenen İlaç Salınımı için Floresan Etiketli Mikrobubbles'ın Karakterizasyonu için Çok Zamanlı Mikroskopi Yöntemleri

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