Name: facile preparation and photoactivation of prodrug-dye nanoassemblies
Uploaded: 2023-02-17T14:05:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Facile Preparation and Photoactivation of Prodrug-Dye Nanoassemblies at JoVE.com

אנו מכירים בסיוע מאוניברסיטת הונג קונג Li Ka Shing Faculty of Medicine Faculty Core Facility. אנו מודים לפרופסור צ'י-מינג צ'ה מאוניברסיטת הונג קונג על אספקת קו התאים האנושי HCT116. עבודה זו נתמכה על ידי מרכז מינג וואי לאו לרפואה מתקנת תוכנית חברים עמיתים ומועצת מענקי המחקר של הונג קונג (תוכנית קריירה מוקדמת, מס '27115220).

1. סינתזה של בורון-דיפירומתן-כלורמבוציל (BC) פרו-תרופה (איור 2)22
<ol><li>סינתזה של BODIPY-OAc<ol><li>שוקלים 1.903 גרם של פירול 2,4-דימתיל וממיסים אותו ב-20 מ"ל של דיכלורומתאן נטול מים (DCM) בבקבוק בעל תחתית עגולה תחת אטמוספירת חנקן. שוקלים 1.638 גרם של אצטוקסי אצטיל כ...

<ol>
	<li>Chabner, B. A., Roberts, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy+and+the+war+on+cancer.">Chemotherapy and the war on cancer.</a> Nature Reviews Cancer. 5 (1), 65-72 (2005).</li><li>Monsuez, J. -. J., Charniot, J. -. C., Vignat, N., Artigou, J. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+side-effects+of+cancer+chemotherapy.">Cardiac side-effects of cancer chemotherapy.</a> International Journal of Cardiology. 144 (1), 3-15 (2010).</li><li>Floyd, J., Mirza, I., Sachs, B., Perry, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hepatotoxicity+of+chemotherapy.">Hepatotoxicity of chemotherapy.</a> Seminars in Oncology. 33 (1), 50-67 (2006).</li><li>Bar-Joseph, H., Stemmer, S. M., Tsarfaty, I., Shalgi, R., Ben-Aharon, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy-induced+vascular+toxicity-real-time+in+vivo+imaging+of+vessel+impairment.">Chemotherapy-induced vascular toxicity-real-time in vivo imaging of vessel impairment.</a> Journal of Visualized Experiments. (95), e51650 (2015).</li><li>Denny, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prodrug+strategies+in+cancer+therapy.">Prodrug strategies in cancer therapy.</a> European Journal of Medicinal Chemistry. 36 (7-8), 577-595 (2001).</li><li>Kastrati, I., Delgado-Rivera, L., Georgieva, G., Thatcher, G. R. J., Frasor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+an+aspirin-fumarate+prodrug+that+inhibits+NF&#954;B+activity+and+breast+cancer+stem+cells.">Synthesis and characterization of an aspirin-fumarate prodrug that inhibits NF&#954;B activity and breast cancer stem cells.</a> Journal of Visualized Experiments. (119), e54798 (2017).</li><li>Mao, 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=A+simple+dual-pH+responsive+prodrug-based+polymeric+micelles+for+drug+delivery.">A simple dual-pH responsive prodrug-based polymeric micelles for drug delivery.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 8 (27), 17109-17117 (2016).</li><li>Li, 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=A+pH-responsive+prodrug+for+real-time+drug+release+monitoring+and+targeted+cancer+therapy.">A pH-responsive prodrug for real-time drug release monitoring and targeted cancer therapy.</a> Chemical Communications. 50 (80), 11852-11855 (2014).</li><li>Andresen, T. L., Thompson, D. H., Kaasgaard, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme-triggered+nanomedicine:+Drug+release+strategies+in+cancer+therapy+(Invited+Review).">Enzyme-triggered nanomedicine: Drug release strategies in cancer therapy (Invited Review).</a> Molecular Membrane Biology. 27 (7), 353-363 (2010).</li><li>Xu, G., McLeod, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+for+enzyme/prodrug+cancer+therapy.">Strategies for enzyme/prodrug cancer therapy.</a> Clinical Cancer Research. 7 (11), 3314-3324 (2001).</li><li>Luo, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual-targeted+and+pH-sensitive+doxorubicin+prodrug-microbubble+complex+with+ultrasound+for+tumor+treatment.">Dual-targeted and pH-sensitive doxorubicin prodrug-microbubble complex with ultrasound for tumor treatment.</a> Theranostics. 7 (2), 452 (2017).</li><li>Gao, 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=Ultrasound+triggered+phase-change+nanodroplets+for+doxorubicin+prodrug+delivery+and+ultrasound+diagnosis:+An+in+vitro+study.">Ultrasound triggered phase-change nanodroplets for doxorubicin prodrug delivery and ultrasound diagnosis: An in vitro study.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 174, 416-425 (2019).</li><li>Brade, A. M., Szmitko, P., Ngo, D., Liu, F. -. F., Klamut, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat-directed+suicide+gene+therapy+for+breast+cancer.">Heat-directed suicide gene therapy for breast cancer.</a> Cancer Gene Therapy. 10 (4), 294-301 (2003).</li><li>Long, 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=One-photon+red+light-triggered+disassembly+of+small-molecule+nanoparticles+for+drug+delivery.">One-photon red light-triggered disassembly of small-molecule nanoparticles for drug delivery.</a> Journal of Nanobiotechnology. 19 (1), 357 (2021).</li><li>Liu, Y., Long, K., Kang, W., Wang, T., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optochemical+control+of+immune+checkpoint+blockade+via+light-triggered+PD-L1+dimerization.">Optochemical control of immune checkpoint blockade via light-triggered PD-L1 dimerization.</a> Advanced NanoBiomed Research. 2 (6), 2200017 (2022).</li><li>Wang, T., 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=Optochemical+control+of+mTOR+signaling+and+mTOR-dependent+autophagy.">Optochemical control of mTOR signaling and mTOR-dependent autophagy.</a> ACS Pharmacology &amp; Translational Science. 5 (3), 149-155 (2022).</li><li>Abet, V., Filace, F., Recio, J., Alvarez-Builla, J., Burgos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prodrug+approach:+An+overview+of+recent+cases.">Prodrug approach: An overview of recent cases.</a> European Journal of Medicinal Chemistry. 127, 810-827 (2017).</li><li>Li, 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=Small-molecule+prodrug+nanoassemblies:+an+emerging+nanoplatform+for+anticancer+drug+delivery.">Small-molecule prodrug nanoassemblies: an emerging nanoplatform for anticancer drug delivery.</a> Small. 17 (52), 2101460 (2021).</li><li>Shamay, 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=Quantitative+self-assembly+prediction+yields+targeted+nanomedicines.">Quantitative self-assembly prediction yields targeted nanomedicines.</a> Nature Materials. 17 (4), 361-368 (2018).</li><li>Sinoway, P. A., Callen, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chlorambucil.">Chlorambucil.</a> Arthritis &amp; Rheumatism. 36 (3), 319-324 (1993).</li><li>Owen, W. R., Stewart, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+and+mechanism+of+chlorambucil+hydrolysis.">Kinetics and mechanism of chlorambucil hydrolysis.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 68 (8), 992-996 (1979).</li><li>Lv, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upconversion-like+photolysis+of+BODIPY-based+prodrugs+via+a+one-photon+process.">Upconversion-like photolysis of BODIPY-based prodrugs via a one-photon process.</a> Journal of the American Chemical Society. 141 (44), 17482-17486 (2019).</li><li>Silver, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Let+us+teach+proper+thin+layer+chromatography+technique.">Let us teach proper thin layer chromatography technique.</a> Journal of Chemical Education. 97 (12), 4217-4219 (2020).</li><li>Saad, W. S., Prud'homme, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+nanoparticle+formation+by+flash+nanoprecipitation.">Principles of nanoparticle formation by flash nanoprecipitation.</a> Nano Today. 11 (2), 212-227 (2016).</li><li>Long, 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=Photoresponsive+prodrug-dye+nanoassembly+for+in-situ+monitorable+cancer+therapy.">Photoresponsive prodrug-dye nanoassembly for in-situ monitorable cancer therapy.</a> Bioengineering &amp; Translational Medicine. 7 (3), 10311 (2022).</li><li>Zhong, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+self-assembling+nanomedicine+of+conjugated+linoleic+acid-paclitaxel+conjugate+(CLA-PTX)+with+higher+drug+loading+and+carrier-free+characteristic.">A self-assembling nanomedicine of conjugated linoleic acid-paclitaxel conjugate (CLA-PTX) with higher drug loading and carrier-free characteristic.</a> Scientific Reports. 6 (1), 36614 (2016).</li><li>Long, 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=Green+light-triggered+intraocular+drug+release+for+intravenous+chemotherapy+of+retinoblastoma.">Green light-triggered intraocular drug release for intravenous chemotherapy of retinoblastoma.</a> Advanced Science. 8 (20), 2101754 (2021).</li><li>Lv, W., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One-photon+upconversion-like+photolysis:+a+new+strategy+to+achieve+long-wavelength+light-excitable+photolysis.">One-photon upconversion-like photolysis: a new strategy to achieve long-wavelength light-excitable photolysis.</a> Synlett. 31 (12), 1129-1134 (2020).</li><li>Rwei, A. Y., Wang, W., Kohane, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoresponsive+nanoparticles+for+drug+delivery.">Photoresponsive nanoparticles for drug delivery.</a> Nano Today. 10 (4), 451-467 (2015).</li><li>Grzelczak, M., Vermant, J., Furst, E. M., Liz-Marz&#225;n, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+self-assembly+of+nanoparticles.">Directed self-assembly of nanoparticles.</a> ACS Nano. 4 (7), 3591-3605 (2010).</li><li>Gnanasammandhan, M. K., Idris, N. M., Bansal, A., Huang, K., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-IR+photoactivation+using+mesoporous+silica-coated+NaYF4:Yb,Er/Tm+upconversion+nanoparticles.">Near-IR photoactivation using mesoporous silica-coated NaYF4:Yb,Er/Tm upconversion nanoparticles.</a> Nature Protocols. 11 (4), 688-713 (2016).</li></ol>

פרוטוקול זה מתאר שיטת משקעים הבזק קלה לייצור ננו-חלקיקים בצבע פרו-תרופות, המציעה גישה פשוטה ונוחה ליצירת ננו-חלקיקים. ישנם מספר שלבים קריטיים בשיטה זו. ראשית, עבור כל שלבי הסינתזה, הייצור והאפיון, מיכלים כמו מיקרו-צינורות צריכים להיות מכוסים בנייר כסף כדי למנוע פיצול מיותר של התרופה BC על יד...

כימותרפיה היא טיפול נפוץ בסרטן המשתמש בחומרים ציטוטוקסיים כדי להרוג תאים סרטניים ובכך מעכב את צמיחת הגידול1. עם זאת, חולים עלולים לסבול מתופעות לוואי כגון רעילות לב ו hepatotoxicity עקב ספיגה מחוץ למטרה של תרופות כימותרפיות 2,3,4. לכן, אספקת תרופות מקומית באמצעות בקרה מרחבית-זמנית של שחרור/הפעלת תרופות בגידולים חיונית כדי למזער את החשיפה לתרופות ברקמות נורמליות.
Prodrugs הן תרופות מהונדסות-כימית המציגות רעילות מופחתת ברקמות נורמליות תוך שמירה על פעולתן בנגעים חולים עם הפעלתן 5,6. פרו-תרופות יכולות להגיב למגוון גירויים, כגון pH7,8, אנזימים9,10, אולטרסאונד 11,12, חום 13 ואור14,15,1 6, ולשחרר את תרופות האב שלהם במיוחד בנגעים. אף על פי כן, פרו-תרופות רבות מציגות חסרונות מובנים, כגון מסיסות ירודה, קצב ספיגה שגוי והרס מטבולי מוקדם, מה שעלול להגביל את התפתחותן17. בהקשר זה, היווצרות ננו-מכלולים פרו-תרופתיים מציעה יתרונות כמו הפחתת תופעות לוואי, שחרור תרופות באתר, שימור טוב יותר והשילוב של טיפול והדמיה, מה שמצביע על פוטנציאל יישום גדול עבור ננו-מכלולים אלה. ננו-מכלולים פרו-תרופתיים רבים פותחו לטיפול במחלות, כולל ננו-ספירות פרו-תרופות דוקסורוביצין, מיצלות פרו-תרופות כורכומין וננו-סיבים פרו-תרופתי קמפטוטצין18.
בפרוטוקול זה, אנו מציגים שיטה פשוטה להכנת ננו-מכלולים של צבע פרו-תרופתי המציגים תכולת פרו-תרופות גבוהה, פיזור מים טוב, יציבות לטווח ארוך ויכולת תגובה רגישה. IR783 הוא צבע מסיס במים קרוב לאינפרא אדום שיכול לשמש כמייצב של ננו-מכלולים19. המרכיב השני של הננו-הרכבה הוא בורון-דיפירומתן-כלורמבוציל (BODIPY-Cb, BC), פרו-תרופה שתוכננה משתי סיבות עיקריות. מכיוון שכלורמבוציל (Cb) מציג רעילות מערכתית in vivo, צורת הפרו-תרופה יכולה להפחית את רעילותו20. התרופה BC ניתנת לפוטוקליב באמצעות הקרנת אור של 530 ננומטר המכוונת לנגעי המחלה, מה שמאפשר שחרור מקומי של Cb. מצד שני, Cb נוטה להידרוליזה בסביבות מימיות, וניתן להגן עליו על ידי הפיכתו לטופס פרו-תרופתי21. לפיכך, ההרכבה המשותפת של פרו-תרופה BC וצבע IR-783 הייתה צפויה ליצור ננו-מערכת אספקת תרופות יציבה ויעילה (איור 1A). ננו-הרכבה זו של פרו-תרופות משפרת את הפיזור והיציבות של מולקולות הפרו-תרופה, מה שמרמז על הפוטנציאל שלה ליישום באספקת תרופות נשלטת אור. הפוטוקליף של התרופה BC מאפשר פירוק של ננו-חלקיקים ושחרור מבוקר אור של Cb בנגעים (איור משלים 1).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1260 Infinity II HPLC</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,4-Dimethyl pyrrole</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>315305</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>M6494</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-Dimethylaminopyridine (4-DMAP)</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>212279</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>90 mm Petri Dish Clear Treated Sterile</td>
			<td>SPL</td>
			<td>11090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well Tissue Culture Plate Clear Treated Sterile</td>
			<td>SPL</td>
			<td>30096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetoxyacetyl chloride</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>192001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boron trifluoride diethyl etherate</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>921076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B&#252;chner funnel</td>
			<td>AS ONE</td>
			<td>3-6466-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorambucil</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>321407-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CM100 Transmission Electron Microscope</td>
			<td>Philips</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CombiFlash RF chromatography system&#160;</td>
			<td>Teledyne ISCO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>DUKSAN Pure Chemicals</td>
			<td>JT9315-88</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>DUKSAN Pure Chemicals</td>
			<td>2762</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable cuvette</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td>DTS1070</td>
			<td>Zeta potential measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable cuvette</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td>ZEN0040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Empty Disposable Sample Load Cartridges</td>
			<td>Teledyne ISCO</td>
			<td>693873225</td>
			<td>can hold up to 65 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10270106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filtering flask</td>
			<td>AS ONE</td>
			<td>3-7089-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane</td>
			<td>DUKSAN Pure Chemicals</td>
			<td>4198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Holey carbon film on copper grid</td>
			<td>Beijing Zhongjingkeyi Technology Co.,Ltd</td>
			<td>BZ10023a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC column (InfinityLab Poroshell 120)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>695975-902T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Integrating sphere photodiode power sensor</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>S142C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR783</td>
			<td>Tokyo Chemical Industry (TCI) Co., Ltd</td>
			<td>I1031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED&#160;</td>
			<td>Mightex</td>
			<td>LCS-0530-15-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED Driver Control Panel V3.2.0 (Software)</td>
			<td>Mightex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium Hydroxide Anhydrous</td>
			<td>TCI</td>
			<td>L0225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylmagnesium iodide, 3M solution in diethyl ether</td>
			<td>Aladdin</td>
			<td>M140783</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-Diisopropyl ethyl amine (DIPEA)</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>203402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N&#39;-Dicyclohexylcarbodiimide (DCC)</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>275928</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>penicillin&#8211;streptomycin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline (10&#215;)</td>
			<td>&#160;Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5493</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;Power and energy meter&#160;</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PM100 USB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotavapor</td>
			<td>BUCHI Rotavapor R300</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RMPI 1640</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21870076</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Separatory funnel (125 mL)</td>
			<td>Synthware</td>
			<td>F474125L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Silica Gel Disposable Flash Columns, 40 g</td>
			<td>Teledyne ISCO</td>
			<td>692203340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfate, anhydrous</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A19890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SpectraMax M4</td>
			<td>Molecular Devices LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF), anhydrous</td>
			<td>J&#38;K Scientific</td>
			<td>943616</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25200056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>DLAB Scientific Co., Ltd</td>
			<td>MX-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer Nano ZS90&#160;</td>
			<td>Malvern Instrument</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile preparation and photoactivation of prodrug-dye nanoassemblies

הרכבה עצמית היא שיטה פשוטה אך אמינה לבניית מערכות אספקת תרופות בקנה מידה ננומטרי. פרו-תרופות פוטואקטיבטיביות מאפשרות שחרור תרופות נשלט מננו-נשאים באתרי מטרה המווסתים על ידי קרינת אור. בפרוטוקול זה, מוצגת שיטה קלה לייצור ננו-חלקיקים פרו-תרופות-צבע הניתנים להפעלה באמצעות הרכבה עצמית מולקולרית. ההליכים לסינתזה של פרו-תרופות, ייצור ננו-חלקיקים, אפיון פיזיקלי של ננו-הרכבה, הדגמת פוטו-מחשוף ואימות ציטוטוקסיות חוץ גופית מתוארים בפירוט. תרופה הניתנת לצילום בורון-דיפירומתין-כלורמבוציל (BC) סונתזה לראשונה. BC וצבע אינפרא אדום קרוב, IR-783, ביחס אופטימלי, יכולים להרכיב את עצמם לננו-חלקיקים (IR783/BC NPs). הננו-חלקיקים המסונתזים היו בגודל ממוצע של 87.22 ננומטר ומטען פני השטח של -29.8 mV. הננו-חלקיקים התפרקו על ידי קרינת אור, אשר ניתן היה לצפות על ידי שידור מיקרוסקופיה אלקטרונית. הפוטוקלישוף של BC הושלם תוך 10 דקות, עם יעילות התאוששות של 22% עבור כלורמבוציל. הננו-חלקיקים הציגו ציטוטוקסיות משופרת תחת קרינת אור ב-530 ננומטר בהשוואה לננו-חלקיקים שלא הוקרנו ולפרו-תרופה BC חופשית שהוקרנה. פרוטוקול זה מספק התייחסות לבנייה והערכה של מערכות אספקת תרופות פוטורספונסיביות.

NPs IR783/BC יוצרו בהצלחה במחקר זה באמצעות שיטת משקעים בזק. NPs IR783/BC המסונתזים הוצגו כתמיסה סגולה, בעוד שהתמיסה המימית של IR783 הייתה כחולה (איור 4A). כפי שניתן לראות באיור 4B, NPs IR783/BC הציגו גודל ממוצע של כ-87.22 ננומטר עם מדד פיזור פולי-פיזור (PDI) של 0.089, מה שמדגים התפלגות גוד...

Watch this Scientific Journal Video about Facile Preparation and Photoactivation of Prodrug-Dye Nanoassemblies at JoVE.com

Facile Preparation and Photoactivation of Prodrug-Dye Nanoassemblies

פרוטוקול זה מתאר את הייצור והאפיון של ננו-הרכבה של פרו-תרופות-צבע. המתודולוגיה לשחרור תרופות מהננו-חלקיקים על ידי פירוק המופעל על ידי אור, כולל מערך קרינת האור, מתוארת במפורש. התרופות ששוחררו מהננו-חלקיקים בעקבות הקרנת אור הפגינו השפעות מצוינות נגד התפשטות על תאי גידול במעי הגס האנושי.

הכנת Facile ופוטואקטיבציה של ננו-מכלולים של Prodrug-Dye

Self-assembly is a simple yet reliable method for constructing nanoscale drug delivery systems. Photoactivatable prodrugs enable controllable drug release ...

פרוטוקול זה מספק התייחסות לבנייה ואפיון של מערכות צביעה תגובתיות לצילום, במיוחד התקנה של קרינת אור. טכניקה זו מראה את היתרון של ייצור פשוט, יכולת העמסת תרופות גבוהה ויכולת שליטה בתמונות. טכניקה זו יכולה לשמש לטיפול בגידול המעי הגס בעזרת סיב אופטי כדי לספק אורות להפעלת שחרור התרופה באתר הגידול.התחל בשקילת 10 מיליגרם של בורון dipyrromethene chlorambucil או BC prodrug והמיס אותו במיליליטר אחד של dimethyl sulfoxide, או DMSO, בצינור מיקרו 1.5 מיליליטר. כסו את תמיסת BC בנייר כסף, הכינו 0.4 מיליגרם למיליליטר IR783 במים מסוננים שעברו דה-יוניזציה, והעבירו 300 מיקרוליטר בצינור מיקרו של 1.5 מיליליטר. הניחו את צינור המיקרו הזה על מערבל מערבולות במהירות של 1500 סל"ד.לאחר מכן, כאשר קצה הפיפטה של 20 מיקרוליטר נוגע בדופן הפנימית של צינור המיקרו, הוסף 20 מיקרוליטר של תמיסת BC לתמיסת IR783 במשך 10 שניות בקצב קבוע. הניחו את צינור המיקרו על מערבל המערבולת למשך 30 שניות כדי לקבל את חלקיקי IR783/BC. לאחר מכן הניחו את תמיסת הננו-חלקיקים על מדף מכוסה במלואו בנייר כסף.צנטריפוגו את תמיסת הננו-חלקיקים IR783/BC המתקבלת למשך 10 דקות ב-2000 G וארבע מעלות צלזיוס כדי להסיר אגרגטים. אספו את הסופרנטנט, השאירו כ-20 מיקרוליטר בצינור כדי למנוע הפרעה לגלולה לפני השלכתה. לאחר צנטריפוגה של הסופרנאטנט פעמיים במשך 30 דקות בטמפרטורה של 30, 000 גרם ו-4 מעלות צלזיוס, אספו את משקע הננו-חלקיקים משתי הצנטריפיקציות.להשהות מחדש את הננו-חלקיקים ב-300 מיקרוליטר של PBS. כמת את התוכן של IR783 ו- BC באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים, או HPLC, באמצעות שיטת elution. חשב את יעילות האנקפסולציה של פרו-תרופות, או אחוז EE, ואת קיבולת ההעמסה או, אחוז LC.למדוד את הגודל הממוצע של ננו-חלקיקי IR783/BC באמצעות מכשיר פיזור אור דינמי, או DLS. הוסף 200 מיקרוליטר של תמיסת ננו-חלקיקים IR783/BC בקובטה והכנס את הקובטה למחזיק למדידה. הגדר את סוג המדידה כגודל ואת טמפרטורת המדידה כ- 25 מעלות צלזיוס.בצע שלוש מדידות עם משך של 20 שניות לכל מדידה. כדי למדוד את מטען פני השטח של חלקיקי IR783/BC באמצעות מכשיר DLS, דלל 25 מיקרוליטר של תמיסת ננו-חלקיקים IR783/BC עם 725 מיקרוליטר מים שעברו דה-יוניזציה בצינור מיקרו של 1.5 מיליליטר. הוסף את הפתרון לתוך cuvette בדיקה פוטנציאלית zeta.מניחים את הקובט בחריץ הדגימה. מכסים את חריץ הדגימה. לאחר מכן, הגדר את סוג המדידה כפוטנציאל זטה ואת הטמפרטורה כ- 25 מעלות צלזיוס.בצע 10 מדידות. לאחר שתסיים, הכינו את הדגימות להדמיית מיקרוסקופ אלקטרונים תמסורת, או TEM, על ידי הוספת 10 מיקרוליטרים של תמיסת ננו-חלקיקים IR783/BC על פיסת סרט פחמן חורי ברשת נחושת של 300 רשת והסרת שבעה מיקרוליטרים מסרט הפחמן החור. השאירו שלושה מיקרוליטרים של תמיסה על הסרט למשך הלילה לאידוי אוטומטי.התקינו מנורת לד בגודל 530 ננומטר עם מעמד ברזל כך שהאור יפנה ישירות לרצפת ההפעלה. מקם פוטודיודה כדורית משולבת ישירות מתחת למנורת ה-LED. הפעל את מנורת ה- LED ופתח את מכסה הפוטומטר.הקלט את הקרן. הגדר את פרמטרי המנורה באמצעות התוכנה המשויכת והתאם את זרם הכניסה במיליאמפר כדי להגדיר את הקרינה כ- 50 מילי וואט לסמ"ר. לדלל את תמיסת הננו-חלקיקים IR783/BC במים שעברו דה-יוניזציה ל-50 מיקרו-מולרית, בהתבסס על ריכוז BC.הוסף תמיסת ננו-חלקיקים IR783/BC 200 מיקרומולרית למיקרו-צינור של 1.5 מיליליטר. הניחו את הצינור על גוש קצף בעל חריץ המתאים לגודל צינור המיקרו ובאותו גובה כמו הפוטומטר. פתח את מכסה הצינור.הפעל את מנורת ה-LED והקרן את תמיסת הננו-חלקיקים למשך 1, 2, 3, 5, 7 ו-10 דקות. לאחר הקרנת אור, כמת את צריכת BC ושחרור Cb על ידי HPLC וחשב את שחרור BC ו- Cb הנותרים. ננו-חלקיקי IR783/BC יוצרו בהצלחה במחקר זה בשיטת משקעים בזק.הננו-חלקיקים המסונתזים היו נוכחים כתמיסה סגולה בעוד התמיסה המימית של IR783 הייתה כחולה. ננו-חלקיקי IR783/BC הציגו גודל ממוצע של 87.22 ננומטר עם אינדקס פיזור רב-תכליתי, או PDI, של 0.089;מה שמדגים התפלגות גודל צרה. מטען פני השטח היה בערך מינוס 29.8 מיליוולט, מה שמצביע על קבוצות סולפונטים טעונות שלילית של IR783.גודל הננו-חלקיקים נשמר על 85 ננומטר לפחות 48 שעות לאחר הייצור, בעוד שה-PDI שלו נותר פחות מ-0.2. לא נצפה שינוי משמעותי בהתפלגות הגודל ב-0, 24 ו-48 שעות לאחר הייצור. אגרגטים ושברים נצפו לאחר הקרנה קלה יותר.שינויים בגודל ובפיזור נצפו לאחר שלוש וחמש דקות של הקרנת אור. Prodrug BC צולמה תוך 10 דקות. בינתיים, כלורמבוציל שוחרר עם יעילות התאוששות של כ -22% באותה תקופה.ננו-חלקיקי IR783/BC הראו ציטוטוקסיות משמעותית על תאי גידול מעי גס אנושיים HCT 116 תחת הקרנת אור ב-530 ננומטר בהשוואה לקבוצה ללא הקרנה. חשוב לגעת בדופן הפנימית של צינור המיקרו בחוזקה עם קצה הפפטידים ולהניח את צינור המיקרו על המערבולת ביציבות.

Research

JoVE Journal

Medicine

Do's and Don'ts in the Preparation of Muscle Cryosections for Histological Analysis

עשה ואל תעשה בהכנת השריר cryosections לניתוח היסטולוגית

Histological evaluation of muscle biopsies has served as an indispensable tool in the understanding of the development and progression of pathology of ...

Preparation and In Vitro Characterization of Magnetized miR-modified Endothelial Cells

Preparation and In Vitro Characterization of Magnetized miR-modified Endothelial Cells

הכנה<em&gt; במבחנה</em&gt; אפיון ממוגנטים miR-modified לתאי אנדותל

To date, the available surgical and pharmacological treatments for cardiovascular diseases (CVD) are limited and often palliative. At the same time, gene ...

Preparation, Procedures and Evaluation of Platelet-Rich Plasma Injection in the Treatment of Knee Osteoarthritis

הכנה, נהלים והערכת הזרקת הפלסמה טסיות דם עשיר בטיפול של דלקת מפרקים ניוונית בברך

Knee osteoarthritis (KOA) is one of the most frequently encountered diseases in the orthopedic department. Existing non-surgical treatments have a limited ...

Preparation Of Gushukang (GSK) Granules for In Vivo and In Vitro Experiments

Preparation Of Gushukang GSK Granules for In Vivo and In Vitro Experiments

הכנת הגרגירים של גושוקאנג (GSK) בגרגרים בVivo ובניסויים חוץ-גופית

Traditional Chinese herbal medicine plays a role as an alternative method in treating many diseases, such as postmenopausal osteoporosis (POP). Gushukang ...

Preparation of Decellularized Kidney Scaffolds in Rats

הכנת פיגומים בכליות Decellularized בחולדות

Tissue engineering is a cutting-edge discipline in biomedicine. Cell culture techniques can be applied for regeneration of functional tissues and organs ...

Biological Preparation and Mechanical Technique for Determining Viscoelastic Properties of Zonular Fibers

הכנה ביולוגית וטכניקה מכנית לקביעת תכונות ויסקולסטיות של סיבים זונולריים

Elasticity is essential to the function of tissues such as blood vessels, muscles, and lungs. This property is derived mostly from the extracellular ...

Guided Endodontics: Three-Dimensional Planning and Template-Aided Preparation of Endodontic Access Cavities

אנדודונטיה מודרכת: תכנון תלת מימדי והכנת חללי גישה אנדודונטיים בעזרת תבנית

Pulp canal obliterations (PCO) are often a consequence of dental trauma, such as luxation injuries. Even though dentin apposition is a sign of vital pulp, ...

Preparation of Human Myocardial Tissue for Long-Term Cultivation

הכנת רקמת שריר הלב האנושית לטיפוח ארוך טווח

Cardiomyocyte cultivation has seen a vast number of developments, ranging from two-dimensional (2D) cell cultivation to iPSC derived organoids. In 2019, ...