Name: synthesis and characterization of multi-modal phase-change porphyrin droplets
Uploaded: 2021-10-15T14:10:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Characterization of Multi-Modal Phase-Change Porphyrin Droplets at JoVE.com

लेखक तकनीकी चर्चाओं के लिए गैस एक्सचेंजर और डॉ मिफी होक यान चेंग के निर्माण में मदद करने के लिए डॉ ब्रैंडन हेलफील्ड का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे । लेखकों को निम्नलिखित धन स्रोतों का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं: ओंटारियो स्नातक छात्रवृत्ति, स्वास्थ्य अनुसंधान के कनाडा के संस्थानों, टेरी फॉक्स अनुसंधान संस्थान, और राजकुमारी मार्गरेट कैंसर फाउंडेशन ।

<ol>
	<li>Gramiak, R., Shah, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Echocardiography+of+the+aortic+root.">Echocardiography of the aortic root.</a> Investigative Radiology. 3 (5), 356-366 (1968).</li><li>Ferrara, K., Pollard, R., 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=Ultrasound+microbubble+contrast+agents:+fundamentals+and+application+to+gene+and+drug+delivery.">Ultrasound microbubble contrast agents: fundamentals and application to gene and drug delivery.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 9, 415-447 (2007).</li><li>Bing, K. F., Howles, G. P., Qi, Y., Palmeri, M. L., Nightingale, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier+(BBB)+disruption+using+a+diagnostic+ultrasound+scanner+and+Definity+in+mice.">Blood-brain barrier (BBB) disruption using a diagnostic ultrasound scanner and Definity in mice.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 35 (8), 1298-1308 (2009).</li><li>Helfield, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+the+accumulation+of+submicron+phase-change+droplets+in+tumors.">Investigating the accumulation of submicron phase-change droplets in tumors.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 49 (10), 2891 (2020).</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), 3262-3296 (2012).</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 (2016).</li><li>Yoo, 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=Impact+of+encapsulation+on+in+vitro+and+in+vivo+performance+of+volatile+nanoscale+phase-shift+perfluorocarbon+droplets.">Impact of encapsulation on in vitro and in vivo performance of volatile nanoscale phase-shift perfluorocarbon droplets.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 44 (8), 1836-1852 (2018).</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=Image-guided+ultrasound+characterization+of+volatile+sub-micron+phase-shift+droplets+in+the+20-40+MHz+frequency+range.">Image-guided ultrasound characterization of volatile sub-micron phase-shift droplets in the 20-40 MHz frequency range.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 42 (3), 795-807 (2016).</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=More+than+bubbles:+creating+phase-shift+droplets+from+commercially+available+ultrasound+contrast+agents.">More than bubbles: creating phase-shift droplets from commercially available ultrasound contrast agents.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 43 (2), 531-540 (2017).</li><li>Chen, C. 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=Targeted+drug+delivery+with+focused+ultrasound-induced+blood-brain+barrier+opening+using+acoustically-activated+nanodroplets.">Targeted drug delivery with focused ultrasound-induced blood-brain barrier opening using acoustically-activated nanodroplets.</a> Journal of Controlled Release. 172 (3), 795-804 (2013).</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.">Focused ultrasound-facilitated brain drug delivery using optimized nanodroplets.</a> Physics in Medicine and Biology. 63 (3), 035002 (2018).</li><li>Lee, J. 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=Ultrasound-enhanced+siRNA+delivery+using+magnetic+nanoparticle-loaded+chitosan-deoxycholic+acid+nanodroplets.">Ultrasound-enhanced siRNA delivery using magnetic nanoparticle-loaded chitosan-deoxycholic acid nanodroplets.</a> Advanced Healthcare Materials. 6 (8), 1601246 (2017).</li><li>Cao, 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=Drug+release+from+phase-changeable+nanodroplets+triggered+by+low-intensity+focused+ultrasound.">Drug release from phase-changeable nanodroplets triggered by low-intensity focused ultrasound.</a> Theranostics. 8 (5), 1327-1339 (2018).</li><li>Huynh, E., Jin, C. S., Wilson, B. C., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aggregate+enhanced+trimodal+porphyrin+shell+microbubbles+for+ultrasound,+photoacoustic,+and+fluorescence+imaging.">Aggregate enhanced trimodal porphyrin shell microbubbles for ultrasound, photoacoustic, and fluorescence imaging.</a> Bioconjugate Chemistry. 25 (4), 796-801 (2014).</li><li>Zheng, 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=Low-density+lipoprotein+reconstituted+by+pyropheophorbide+cholesteryl+oleate+as+target-specific+photosensitizer.">Low-density lipoprotein reconstituted by pyropheophorbide cholesteryl oleate as target-specific photosensitizer.</a> Bioconjugate Chemistry. 13 (3), 392-396 (2002).</li><li>Dhaliwal, A., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+accessibility+of+EPR-insensitive+tumor+phenotypes+using+EPR-adaptive+strategies:+Designing+a+new+perspective+in+nanomedicine+delivery.">Improving accessibility of EPR-insensitive tumor phenotypes using EPR-adaptive strategies: Designing a new perspective in nanomedicine delivery.</a> Theranostics. 9 (26), 8091-8108 (2019).</li><li>Goertz, D. E., de Jong, N., vander Steen, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attenuation+and+size+distribution+measurements+of+Definity+and+manipulated+Definity+populations.">Attenuation and size distribution measurements of Definity and manipulated Definity populations.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 33 (9), 1376 (2007).</li><li>Pellow, C., Acconcia, C., Zheng, G., Goertz, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Threshold-dependent+nonlinear+scattering+from+porphyrin+nanobubbles+for+vascular+and+extravascular+applications.">Threshold-dependent nonlinear scattering from porphyrin nanobubbles for vascular and extravascular applications.</a> Physics in Medicine and Biology. 63 (21), 215001 (2018).</li><li>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=Lipid+monolayer+collapse+and+microbubble+stability.">Lipid monolayer collapse and microbubble stability.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 183, 82-99 (2012).</li><li>Overchuk, 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=Subtherapeutic+Photodynamic+Treatment+Facilitates+Tumor+Nanomedicine+Delivery+and+Overcomes+Desmoplasia.">Subtherapeutic Photodynamic Treatment Facilitates Tumor Nanomedicine Delivery and Overcomes Desmoplasia.</a> Nano Letters. 21 (1), 344-352 (2021).</li><li>Feshitan, J., 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>Paproski, R. 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=Porphyrin+nanodroplets:+Sub-micrometer+ultrasound+and+photoacoustic+contrast+imaging+agents.">Porphyrin nanodroplets: Sub-micrometer ultrasound and photoacoustic contrast imaging agents.</a> Small. 12 (3), 371-380 (2016).</li><li>Periyasamy, P. C., Leijten, J. C. H., Dijkstra, P. J., Karperien, M., Post, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+for+the+local+and+targeted+delivery+of+osteoarthritis+drugs.">Nanomaterials for the local and targeted delivery of osteoarthritis drugs.</a> Journal of Nanomaterials. 2021, 1-13 (2012).</li><li>Matsumura, Y., Maeda, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+concept+for+macromolecular+therapeutics+in+cancer+chemotherapy:+mechanism+of+tumoritropic+accumulation+of+proteins+and+the+antitumor+agent+smancs.">A new concept for macromolecular therapeutics in cancer chemotherapy: mechanism of tumoritropic accumulation of proteins and the antitumor agent smancs.</a> Cancer Research. 46 (12), 6387-6392 (1986).</li></ol>

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

अल्ट्रासाउंड इमेजिंग चिकित्सा इमेजिंग का एक गैर-आक्रामक, गैर-आयनीकरण रूप है जो ध्वनिक तरंगों का उपयोग करता है। जबकि अल्ट्रासाउंड स्कैनर अधिक पोर्टेबल हैं और वास्तविक समय की छवियां प्रदान कर सकते हैं, अल्ट्रासाउंड इमेजिंग कम विपरीत से पीड़ित हो सकते हैं, जिससे सोनोग्राफरों के लिए इसी तरह इकोजेनिक रोग सुविधाओं को मज़बूती से अलग करना मुश्किल हो जाता है। इस सीमा का प्रतिकार करने के लिए, संवहनी विपरीत में सुधार करने के लिए मेजबान में माइक्रोबबल इंजेक्शन किया जा सकता है। माइक्रोबबल्स माइक्रोन आकार के गैस से भरे कंट्रास्ट एजेंट होते हैं जो ध्वनिक तरंगों के लिए अत्यधिक इकोजेनिक होते हैं और1,2उन्नत पोत विपरीत प्रदान कर सकते हैं। माइक्रोबबल्स के गोले और गैस कोर को विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सिलवाया जा सकता है, जैसे इमेजिंग, थ्रोम्बोलिसिस, सेल झिल्ली पारमेबिलाइजेशन, या क्षणिक संवहनी उद्घाटन2।
माइक्रोबबल्स की एक खामी उनके छोटे परिसंचरण आधा जीवन है । उदाहरण के लिए, चिकित्सकीय रूप से उपलब्ध परफ्लुट्रेन लिपिड माइक्रोस्फीयर में केवल 1.3 मिनट3का आधा जीवन होता है। लंबे इमेजिंग सत्रों के लिए, माइक्रोबबल्स के कई इंजेक्शन की आवश्यकता होती है। माइक्रोबबल्स की एक और खामी उनके बड़े व्यास हैं। जबकि परफ्लुट्रेन लिपिड माइक्रोस्फीयर व्यास में लगभग 1 से 3 माइक्रोन हैं, वेक्यूलेचर में प्रसारित करने के लिए काफी छोटे हैं, वे बहुत बड़े हैं और निष्क्रिय रूप से रुचि के ऊतकों में जमा होते हैं, जैसे कि ट्यूमर4। इन सीमाओं को दूर करने के लिए एक रणनीति गैस-कोर माइक्रोबबल्स को छोटे, तरल-कोर बूंदों5,6में गाढ़ा करना है। जबकि बूंदें उनके तरल राज्य में इकोजेनिक नहीं हैं, उन्हें पर्याप्त रूप से उच्च चोटी नकारात्मक दबाव के साथ अल्ट्रासाउंड के संपर्क में आने पर माइक्रोबबल्स में वाष्पित किया जा सकता है, जो इसके विपरीत प्रदान करने की उनकी क्षमता को फिर से प्राप्त कर सकता है। यह बूंद को एक छोटे तरल-कोर के अधिक अनुकूल फार्माकोकिनेटिक्स का लाभ उठाने की अनुमति देता है, जबकि रासायनिक संरचना4,7को बदलने के बिना और विपरीत प्रदान करने की क्षमता को बनाए रखता है।
डेसफ्लोरोबुटेन गैसीय और तरल राज्यों के बीच चरण-स्थानांतरण के लिए एक आदर्श परफ्लोरोकार्बन यौगिकहै 5,6,7। डेफ्लोरोबुटेन अकेले तापमान में कमी के साथ बूंदों में माइक्रोबबल के संघनन के लिए अनुमति देता है, जबकि कम घने परफ्लोरोकार्बन को अतिरिक्त दबाव5की आवश्यकता होती है। यह सौम्य विधि संघनन केदौरानबुलबुले के विनाश को कम करती है ,8,9. चूंकि उनके कोर तरल हैं, बूंदें गैर-इकोजेनिक और अल्ट्रासाउंड के लिए अदृश्य हैं। हालांकि, पर्याप्त ध्वनिक या थर्मल ऊर्जा के आवेदन के साथ, तरल कोर एक गैसीय राज्य में वापस वाष्पित हो सकते हैं, इकोजेनिक माइक्रोबबल्स8उत्पन्न कर सकते हैं। यह वाष्पीकरण माइक्रोबबल्स को कब और कहां उत्पन्न करना है, इसके नियंत्रण के लिए अनुमति देता है।
जबकि बूंदें निष्क्रिय संचय के लिए उपयोगी होती हैं, सीटू वाष्पीकरण में, या सेल पारमेबिलिटी में सुधार4,बूंदों (और उनके टुकड़े) को छवि या मात्रात्मक पूर्व वीवोनहीं किया जा सकता है। इसलिए, फ्लोरोसेंट4,10, 11,चुंबकीय कण 12, ऑप्टिकली शोषक एजेंट13जैसे मात्रात्मक साथी नैदानिक एजेंट का उपयोग ब्याज के ऊतकों को बूंद वितरण गेज करने के लिए एक एनालॉग के रूप में कियाजाताहै। उदाहरण के लिए, हेलफील्ड एट अल ने माउस अंगों के हिस्टोरोलॉजी छवि क्वांटिफिकेशन के लिए फ्लोरोसेंट नैनो-मोतियों के सह-इंजेक्शन का उपयोग किया क्योंकि बूंदों का फ्लोरोसेंट रूप से4का पता नहीं लगाया जा सकता था। साथी नैदानिक एजेंटों का नुकसान ट्रैक करने योग्य घटक अपने व्यक्तिगत फार्माकोकाइनेटिक प्रोफ़ाइल के आधार पर बूंद से स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकता है।
सौभाग्य से, माइक्रोबबल्स और बूंदों के खोल को अनुकूलित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ह्यूयन्ह एट अल ने पोर्फिरिन-लिपिड गोले के साथ अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंटों का प्रदर्शन किया, जो मल्टी-मॉडल माइक्रोबबल्स14बनाते हैं। पोर्फिरिन्स एक ऐसा वर्ग है जो14,15सुगंधित मैक्रोसाइलिक संरचना के साथ कार्बनिक यौगिकों का एक वर्ग है । वे ऑप्टिकल रूप से शोषक, फ्लोरोसेंट होते हैं, और रेडियोथेरेपी, रेडियोन्यूक्लाइड-आधारित इमेजिंग, या धातु आधारित क्वांटिफिकेशन14का पता लगाने के लिए धातुओं की एक विस्तृत विविधता के लिए चेलेटेड किया जा सकता है। पोर्फिरिन का एक उदाहरण पायोफियोफोराइड (पायरो) है। लिपिड पर पायरो को संयोजित करके, माइक्रोबबल्स या बूंदों में पायरो-लिपिड को शामिल करने से उन्हें कई तौर-तरीकों के माध्यम से चित्रित और ट्रैक करने की अनुमति होती है: ध्वनिक रूप से, फ्लोरोसेंटली, और अवशोषण14के माध्यम से। इस मल्टी-मॉडल कंट्रास्ट एजेंट का उपयोग संचय को ट्रैक करने और निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। यह साथी नैदानिक एजेंटों की आवश्यकता को समाप्त कर सकता है क्योंकि मात्रात्मक घटक अब खोल पर संयुग्मित है, जिससे अधिक सटीक वितरण मात्रा16को सक्षम किया जा सकता है।
इसके साथ ही, मल्टी-मॉडल चरण-परिवर्तन पोर्फिरिन बूंदों को बनाने के लिए एक प्रोटोकॉल रेखांकित किया गया है। चूंकि अल्ट्रासाउंड विरोधाभासों एजेंटों को ब्याज के ऊतकों में दवा वितरण के लिए एक मंच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जैसे कि ट्यूमर2,4,अल्ट्रासाउंड से परे उनकी पता लगाने की क्षमता का विस्तार डिलीवरी प्रभावकारिता मात्राकरण के लिए उपयोगी साबित हो सकता है। इन बूंदों का उद्देश्य वीवो मेंनिष्क्रिय संचय में सक्षम ट्रैक करने योग्य अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट प्रदान करना है, सीटू वाष्पीकरण और ध्वनिकी में, और माध्यमिक सेंसरों पर निर्भरता के बिना पूर्व वीवो अंगों से जैव-वितरण या संचय की मात्रा निर्धारित करने की क्षमता के साथ। बायो-डिस्ट्रीब्यूशन सेंसर के रूप में पोर्फिरिन बूंदों की क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए लक्षण वर्णन विधियों को भी रेखांकित किया गया है। खोल में पायरो-लिपिड लोडिंग के प्रभाव (मोलर अनुपात से 0% से 50%) पर भी चर्चा की जाती है।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-5000] (ammonium salt)</td>
			<td >Avanti Polar Lipids</td>
			<td >880220</td>
			<td >Also known as &#34;DSPE-PEG5K&#34;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >1-stearoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphocholine</td>
			<td >Avanti Polar Lipids</td>
			<td >855775</td>
			<td>Also known as &#34;DSPC&#34;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Aluminum Foil</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Aluminum Seals, Tear-Off</td>
			<td >VWR</td>
			<td >16171-840</td>
			<td>Standard Aluminum, 13 mm outer diameter</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bath Sonicator</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Capable of&#160; sonicating and heating up to 70 &#176;C,</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bio-Stor Screw Cap Vials</td>
			<td >National Scientific</td>
			<td >BS20NABP</td>
			<td>Plastic, 2 mL Skirted, with O-ring</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Borosilicate glass clear serum vials</td>
			<td >VWR</td>
			<td >16171-285</td>
			<td>3 mL, 7 mm inner mouth diameter, 13 mm outer mouth diameter</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Borosilicate Glass Sample Vial with Phenolic Screw Cap</td>
			<td >VWR</td>
			<td >66011-020</td>
			<td>1.85 mL, Short Form Style, 12 mm outer diameter, 35 mm height, 8-425 cap size</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Borosilicate Glass Vial with Screw-On cap</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Sizes will depend on desired volumes</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Chloroform&#160;</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Coulter Counter Elctrolyte Diluent</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Compatible with Coulter Counter</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Decafluorobutane (C4F10)</td>
			<td >FluoroMed</td>
			<td >355-25-9</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Deionized Water</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Dry Ice (Carbon Dioxide)</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Dynamic Light Scattering (DLS) Particle Analyzer</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Capable of temperature control</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >E-Z Crimper, 13 mm</td>
			<td >Wheaton</td>
			<td >W225302</td>
			<td>13 mm Standard Aluminum Seals</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >E-Z Decapper, 13 mm</td>
			<td >Wheaton</td>
			<td >W225352</td>
			<td>13 mm Standard Aluminum Seals</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fluorescent Spectrophotometer</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Capable of 400 to 600 excitation and 300 to 800 nm emission detection, detector perpendicular to laser source</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fluorescent Spectrophotometer Compatible Cuvette</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Can hold at least 2 mL, capable of 300 to 800 nm, all four sides are&#160; optical windows&#160;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Gas Exchanger</td>
			<td >Made in-house</td>
			<td ></td>
			<td>Refer to Supplementary Information - &#34;Other Protocols and Data&#34; for assembly instructions.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Glass syringes</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Sizes will depend on desired volumes</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >GLWR Custom Aperture Tube 10 um</td>
			<td >Beckman Coulter</td>
			<td >B42812</td>
			<td>10 &#181;m aperture, compatible with Beckman Coulter MultiSizer 4e</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Glycerol</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Insulated Styrofaom containers with lids</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Isopropanol</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Lyophilization-Style Rubber Stoppers</td>
			<td >VWR</td>
			<td >71000-060</td>
			<td>7 mm inner mouth diameter, 13 mm outer mouth diameter, 2-leg, Chlorobutyl</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Membrane Diaphram Vacuum Pump</td>
			<td >Sartorius Stedim</td>
			<td >16694-1-60-06</td>
			<td>Adjustable pressure</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Metal Tongs</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Methanol</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MS250 21 MHz Linear Array Ultrasound Transducer</td>
			<td >VisualSonics</td>
			<td ></td>
			<td>21 MHz, Capable of B-mode and non-linear imaging.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >MultiSizer 4e</td>
			<td >Beckman Coulter</td>
			<td ></td>
			<td>Capable of sizing from 0.2&#181;m to 6 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Nalgene Rapid-Flow Sterile Single Use Vacuum Filter Units</td>
			<td >Thermo Scientific</td>
			<td >567-0010</td>
			<td>Polyethersulfone (PES) membrane, 0.1&#956;m pore size, 1000 mL volume. As Isoton II is non-sterile, can use Filter units multiple times</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Needles, Conventional</td>
			<td >BD</td>
			<td >305176</td>
			<td>20 gauge, 1.5 inch length</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Nitrogen Gas</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Make sure there are regulator valves and tubes to direct the flow. Setup will be dependend on brand and source.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Parafilm</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Called &#34;wax film&#34; in the protocol.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>1X, 7.4 pH</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pipette</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Sizes will depend on desired volumes</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pipette Tips</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Sizes will depend on desired volumes</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Plastic Syringes</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>1 mL, 3 mL, and 30 mL. With Luer Lock connections</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Polyethersulfone (PES) Membrane Filter</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>0.2 &#181;m pore size</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Propylene Glycol</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pyropheophorbide conjugated 1-stearoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphocholine</td>
			<td >Made in-house</td>
			<td ></td>
			<td>Also known as &#34;Pyro-SPC&#34;. Refer to &#34;Supplementary Information - Other Protocols and Data&#34; for synthesis.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Thermometer</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>(-20 to 100 &#176;C)</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Triton X-100</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Also known as &#34;2-[4-(2,4,4-trimethylpentan-2-yl)phenoxy]ethanol&#34;</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ultrapure Water</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Type 1 Purity</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ultraviolet&#8211;Visible (UV-Vis) Spectrophotometer</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Capable of absorbance from 300 to 800 nm, at least 0.5 nm resolution</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Ultraviolet&#8211;Visible (UV-Vis) Spectrophotometer Compatible Cuvette, 1 cm Path Length</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td>Can hold at least 2 mL, capable of 300 to 800 nm</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vacuum Desiccator</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vevo 2100 Ultrasound Imaging Platform</td>
			<td >VisualSonics</td>
			<td ></td>
			<td>Pre-clinical ultrasound imaging system</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vialmix</td>
			<td >Bristol-Myers-Squibb</td>
			<td ></td>
			<td>Called &#34;mechanical agitator&#34; in the protocol. Agitates for 45 s.</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vortex Mixer</td>
			<td >Any brand</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis and characterization of multi-modal phase-change porphyrin droplets

चरण-परिवर्तन बूंदें अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंटों का एक वर्ग है जो पर्याप्त ध्वनिक ऊर्जा के अनुप्रयोग के साथ सीटू में इकोजेनिक माइक्रोबबल में परिवर्तित हो सकती है। बूंदें अपने माइक्रोबबल समकक्षों की तुलना में छोटी और अधिक स्थिर होती हैं। हालांकि, पारंपरिक अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट ध्वनिक प्रतिक्रिया माप से परे ट्रैक करने योग्य नहीं हैं, जो कंट्रास्ट एजेंट जैव-वितरण या संचय पूर्व वीवो को मुश्किल बनाता है। शोधकर्ताओं को जैव वितरण का अनुमान लगाने के लिए फ्लोरोसेंट या ऑप्टिकली शोषक साथी नैदानिक कणों पर निर्भर रहना पड़ सकता है । इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य एक संघनन विधि का उपयोग करके बहु-मॉडल चरण-परिवर्तन पोर्फिरिन बूंदों को बनाने के लिए विस्तृत कदम उठाना है। पोर्फिरिन अलग-अलग अवशोषण बैंड वाले फ्लोरोसेंट अणु हैं जिन्हें लिपिड पर संयुग्मित किया जा सकता है और बूंदों की बहुमुखी प्रतिभा का विस्तार करने के लिए बूंदों में शामिल किया जा सकता है, ध्वनिक गुणों को बनाए रखते हुए अधिक मजबूत जैव-वितरण को सक्षम करता है। माइक्रोबबल और बूंद आकार वितरण की जांच करने के लिए अलग-अलग पोर्फिरिन-लिपिड और बेस लिपिड सामग्री के साथ सात फॉर्मूलेशन किए गए थे। पोर्फिरिन युक्त संरचनाओं के अनुकूल लक्षण ों को प्रोटोकॉल में उनके विश्लेषणात्मक बहुमुखी प्रतिभा को प्रदर्शित करने के लिए भी वर्णित किया गया है। आकार घटाने से पता चला है कि बाद गाढ़ा मतलब व्यास १.७२ से २.३८ बार अग्रदूत आबादी से छोटे थे । अवशोषण लक्षण वर्णन से पता चला बरकरार विधानसभाओं में ७०० एनएम का क्यू-बैंड पीक था जबकि बाधित नमूनों में ६७१ एनएम पर एक अवशोषण शिखर था । फ्लोरेसेंस लक्षण वर्णन बरकरार दिखाया 30% पोर्फिरिन-लिपिड विधानसभाओं फ्लोरोसेंटी शमन (>97%), फ्लोरेसेंस वसूली के साथ व्यवधान पर प्राप्त किया गया । ध्वनिक वाष्पीकरण से पता चला है कि पोर्फिरिन की बूंदें कम दबावों पर गैर-इकोजेनिक थीं और पर्याप्त दबावों के साथ इकोजेनिक माइक्रोबबल में परिवर्तित की जा सकती हैं। ये लक्षण पोर्फिरिन बूंदों की क्षमता को दिखाते हैं ताकि वे वीवो या पूर्व वीवोमें डिलीवरी या चिकित्सीय अनुप्रयोगों के लिए अल्ट्रासाउंड कंट्रास्ट एजेंट जैव-वितरण की मात्रा निर्धारित करने के लिए अवशोषण या फ्लोरेसेंस-आधारित साथी नैदानिक रणनीतियों की आवश्यकता को समाप्त कर सकें।

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Synthesis and Characterization of Multi-Modal Phase-Change Porphyrin Droplets

इस प्रोटोकॉल में, बहु-मॉडल चरण-परिवर्तन पोर्फिरिन बूंदों को संश्लेषित करने और विशेषता के तरीकों को रेखांकित किया गया है।

बहु-मॉडल चरण-परिवर्तन पोर्फिरिन बूंदों का संश्लेषण और लक्षण वर्णन

Phase-change droplets are a class of ultrasound contrast agents that can convert into echogenic microbubbles in situ with the application of sufficient ...

यह प्रोटोकॉल महत्वपूर्ण है क्योंकि यह लिपिड फिल्म से माइक्रोबबल्स और फिर बूंदों के लिपिड समाधान के लिए बूंदों को बनाने के लिए पूरी प्रक्रिया प्रदान करता है। इस तकनीक का मुख्य लाभ बूंदों में माइक्रोबबल्स को संघनित करने के लिए सादगी है। बस ठंडा और घूमता है, बूंदों दबाव की आवश्यकता के बिना किया जा सकता है।एक दृश्य प्रदर्शन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह देखने के लिए एक सरल परीक्षण कि क्या माइक्रोबबल्स को सफलतापूर्वक गाढ़ा किया गया है, तो दृष्टिहीनता में परिवर्तन की जांच करके है। प्रक्रिया का प्रदर्शन किमोन आ, गिरोह झेंग प्रयोगशाला में एक मास्टर के छात्र होगा । एक डिकैपर का उपयोग करके, सीरम शीशी पर एल्यूमीनियम सील को हटा दें और लिपिड समाधान के एक मिलीलीटर को 1.85 मिलीलीटर बोरोसिलिकेट ग्लास नमूना शीशी में स्थानांतरित करें, जिसमें लिपिड समाधान को बुलबुले बनाने के बिना आंतरिक दीवार के नीचे प्रवाह दे।1.85 मिलीलीटर नमूना शीशी गैस एक्सचेंजर का उपयोग करके नमूना शीशी हेडस्पेस में डेकाफ्लोरोबुटेन गैस में प्रवाहित करने के लिए तैयार है। सुनिश्चित करें कि गैस एक्सचेंजर पर सभी वाल्व ठीक से बंद हैं और पंप बंद कर दिया गया है। कई गुना वाल्व खोलें और ध्यान से कई गुना से संबंधित सुई को अनशिएट करें।ओपन प्रेशर वाल्व ए और प्रेशर वाल्व बी और आंशिक रूप से इसे खोलने के लिए गैस सिलेंडर वाल्व को लगभग 1/16 से 1/8 काउंटर-क्लॉकवाइज चालू करें । टी हैंडल वाल्व खोलें और लिपिड समाधान के साथ नमूना शीशी को अनकैप्ड करें। शीशी के तरल एयर इंटरफेस के ऊपर कई गुना सुई रखें, धीरे-धीरे हवा नियामक वाल्व दक्षिणावर्त बारी जब तक हवा नियामक गेज सुई अपने आराम की स्थिति से थोड़ा चलता है और परफ्लोरोकार्बन गैस धीरे 30 सेकंड के लिए शीशी हेडस्पेस में प्रवाह, बुलबुले बनाने के लिए नहीं ध्यान रखते हुए।यदि आवश्यक हो तो वायु नियामक वाल्व को समायोजित करें। 30 सेकंड के बाद, ध्यान से और जल्दी से शीशी बहुत ज्यादा चलती बिना नमूना शीशी रखा। दोनों गैस सिलेंडर वाल्व, टी संभाल वाल्व, एयर रेगुलेटर वाल्व, दबाव वाल्व ए, दबाव वाल्व बी, और कई गुना वाल्व।ध्यान से सुई म्यान, तो नमूना शीशी लेबल और मोम फिल्म के साथ गर्दन सील दक्षिणावर्त जा रहा है । नमूने की शीशी को अंधेरे में और चार डिग्री सेल्सियस पर कम से कम 10 मिनट या 24 घंटे तक स्टोर करें। एक अछूता कंटेनर में लगभग 100 ग्राम सूखी बर्फ रखें एक अन्य अछूता कंटेनर में नियमित बर्फ रखें।1.5 इंच 20 गेज सुई, एक मिलीलीटर प्लास्टिक सिरिंज, एक 200 मिलीलीटर कंटेनर, धातु चिमटे, और एक थर्मामीटर के लिए एक पहले से तैयार decafluorobutane सीरम शीशी पुनः प्राप्त करें। नमूना शीशी को यांत्रिक आंदोलनकारी में लिपिड समाधान के साथ रखें और 45 सेकंड के लिए आंदोलन करें। रंग और पारंर्धकता में बदलाव होना चाहिए।यांत्रिक आंदोलन के बाद, नमूना शीशी दाईं ओर खड़े प्रकाश से परिरक्षित और एक 15 मिनट की उलटी गिनती शुरू करने के लिए शीशी और आकार माइक्रोबबल्स का चयन ठंडा । जब उलटी गिनती 10 मिनट तक पहुंच गई है, तो एक कंटेनर को लगभग 200 मिलीलीटर आइसोप्रोपैनॉल से भरें और धातु चिमटे का उपयोग करके सूखी बर्फ के साथ शून्य से 20 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करें। माइक्रोबबल्स को 15 मिनट के लिए चयनित करने के बाद, नमूना शीशी के अंदर चयनित आकार के विभाजन की तलाश करें।नमूना शीशी को दाईं ओर रखते हुए, ध्यान से नमूना शीशी अनकैप्ड और एक मिलीलीटर प्लास्टिक सिरिंज से जुड़ी १.५ इंच 20 गेज सुई के साथ नीचे विभाजन के बारे में ०.७ मिलीलीटर वापस ले । सुनिश्चित करें कि शीर्ष विभाजन में से कोई भी वापस ले लिया है और हवा की जेब को हटाने के लिए सिरिंज झटका नहीं है । रबर डाट पर केंद्र सर्कल पर लक्ष्य, एक decafluorobutane सीरम शीशी में एक अलग 20 गेज सुई डालें, जबकि सीरम शीशी के शीर्ष के पास सुई रखने के लिए वेंट और फिर आकार चयनित माइक्रोबबल्स के साथ सुई डालें ।धीरे-धीरे आकार चयनित माइक्रोबबल्स को स्थानांतरित करें। तरल धीरे से डेकाफ्लोरोबुटेन सीरम शीशी की आंतरिक दीवार नीचे स्लाइड करते हैं। एक बार सभी आकार चयनित माइक्रोबबल समाधान स्थानांतरित कर दिया गया है, सिरिंज के साथ सुई को हटा दें, लेकिन नकारात्मक दबाव को दूर करने के लिए वेंटिंग सुई रखें।स्नान का तापमान शून्य से 15 से शून्य से 17 डिग्री सेल्सियस के बीच है यह सुनिश्चित करने के लिए आइसोप्रोपैनॉल स्नान में सूखी बर्फ या कमरे के तापमान आइसोप्रोपैनॉल की थोड़ी मात्रा जोड़ें। सीरम शीशी के शीर्ष के पास डाली गई 20 गेज वेंटिंग सुई के साथ, सीरम शीशी और आइसोप्रोपैनॉल स्नान रखें, माइक्रोबबल स्तर को आइसोप्रोपैनॉल के स्तर से नीचे रखें, लेकिन इसके ऊपर शीशी गर्दन और रुक-रुक कर माइक्रोबबल्स को गाढ़ा करने के लिए दो मिनट तक सीरम शीशी को घूमता रहा। आइसोप्रोपेनॉल में सीरम शीशी को लगातार न घूमता है और घोल को फ्रीज न होने दें।लगभग पांच सेकंड तक घूमता है और सीरम शीशी को आइसोप्रोपैनॉल से बाहर उठाएं। बर्फ नाभिक की जांच करें, फिर आइसोप्रोपेनॉल में घूमता हुआ फिर से शुरू करें। यदि बर्फ का निर्माण होता है, तो सीरम शीशी को हवा में तब तक घूमता है जब तक कि यह नष्ट न हो जाए।दो मिनट के संघनन के बाद आइसोप्रोपेनॉल बाथ से सीरम शीशी निकालें और वेंटिंग सुई को हटा दें। माइक्रोबबल्स को बूंदों में गाढ़ा होना चाहिए जैसा कि पारलेंसी में बदलाव से संकेत मिलता है । सीरम शीशी को पोंछें, इसे लेबल करें, और उपयोग के लिए तैयार होने तक इसे एक अंधेरे अछूता कंटेनर में नियमित बर्फ पर रखें।एक बरकरार एल्यूमीनियम सील के साथ खुला बूंदों के रूप में लंबे समय के रूप में पिघल बर्फ की जरूरत के रूप में प्रतिस्थापित हो जाता है छह घंटे तक के लिए स्थिर होना चाहिए । उपयोग करने के लिए तैयार होने पर, डिकैपर के साथ एल्यूमीनियम सील हटा दें। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करने के बाद, पूर्व-संघनित, आकार चयनित माइक्रोबबल और पोस्ट-कंडेंस्ड बूंदों को 10 माइक्रोन अपर्चर के साथ एक कूल्टर काउंटर पर आकार दिया गया था।30% पायरो-लिपिड फॉर्मूलेशन के लिए आकार देने का डेटा दिखाया गया है। आकार देने वाले आंकड़ों के आधार पर आंकड़े यहां दिखाए गए हैं । पूर्व और बाद गाढ़ा मतलब व्यास के अनुपात का उपयोग करना, परिणामों से पता चला है कि के रूप में pyro लिपिड सामग्री में वृद्धि हुई, एकाग्रता में कमी आई है, और मतलब व्यास में वृद्धि हुई ।प्रतिनिधि शोषक 30% पायरो-लिपिड बूंदों के नमूने के माप दिखाए जाते हैं। इससे पता चला कि अक्षुण्ण विधानसभाओं में अलग-अलग अप्रकाशित लिपिड घटकों की तुलना में विभिन्न चोटी से परिलक्षित होते हैं। पूर्व-संघनित माइक्रोबबल के प्रतिनिधि फ्लोरोसेंस माप, 30% पायरो-लिपिड के साथ बाद गाढ़ा बूंदी नमूना यहां दिखाया गया है, बाधित रूप में अक्षुण्ण नमूनों के लिए विभिन्न फ्लोरेसेंस चोटियों का प्रदर्शन।विभिन्न दबावों पर इमेज किए गए 30% पायरो-लिपिड बूंदों के नमूने के प्रतिनिधि अल्ट्रासाउंड छवियों को दिखाया गया है। कम दबाव पर, आगर संश्लेषण से अटके हवा के बुलबुले से केवल पृष्ठभूमि संकेत देखा गया था। थोड़ी अधिक शक्ति पर, कुछ माइक्रोबबल उत्पन्न हुए थे, जो उज्ज्वल धब्बे की उपस्थिति से प्रदर्शित होते हैं।दबाव बढ़ने के साथ ही अधिक माइक्रोबबल उत्पन्न हुए। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि इस विशिष्ट बूंद खोल निर्माण के लिए यहां संघनन तापमान अनुकूलित है। विभिन्न खोल योगों के लिए एक अलग तापमान की आवश्यकता हो सकती है।

Research

JoVE Journal

Medicine

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

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Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

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