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

Vi anerkjenner assistanse fra University of Hong Kong Li Ka Shing, Det medisinske fakultets kjernefasilitet. Vi takker professor Chi-Ming Che ved University of Hong Kong for å gi den menneskelige HCT116-cellelinjen. Dette arbeidet ble støttet av Ming Wai Lau Centre for Reparative Medicine Associate Member Program og Research Grants Council of Hong Kong (Early Career Scheme, nr. 27115220).

1. Syntese av bor-dipyrrometen-klorambucil (BC) prodrug (figur 2)22
<ol><li>Syntese av BODIPY-OAc<ol><li>Vei 1,903 g 2,4-dimetylpyrrol og oppløs den i 20 ml vannfri diklormetan (DCM) i en rundbunnskolbe under en nitrogenatmosfære. Vei 1.638 g acetoksyacetylklorid og tilsett dråpevis inn i løsningen. Fortsett å røre i 10 minutter ved romtemperatur og refluks deretter oppløsningen i 1 time ved 40 °C.</li>
		<li>Avkjøl blandin...

<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>

Denne protokollen skisserer en lettvint utfellingsmetode for fremstilling av prodrug-dye nanopartikler, som gir en enkel og praktisk tilnærming til nanopartikkeldannelse. Det er flere kritiske trinn i denne metoden. For det første, for alle trinn av syntese, fabrikasjon og karakterisering, bør beholdere som mikrorør dekkes med folie for å unngå unødvendig fotospaltning av BC-prodrug av miljølys. Videre, i blitsutfellingstrinnet, bør mikrorøret som inneholder IR-783-løsningen plasseres stabilt på virvelblander...

Kjemoterapi er en vanlig kreftbehandling som benytter cytotoksiske midler for å drepe kreftceller og dermed hemmer tumorvekst1. Imidlertid kan pasienter lide av bivirkninger som kardiotoksisitet og levertoksisitet på grunn av off-target absorpsjon av kjemoterapi narkotika 2,3,4. Derfor er lokalisert legemiddellevering gjennom spatiotemporal kontroll av legemiddelfrigivelse / aktivering i svulster avgjørende for å minimere legemiddeleksponering i normalt vev.
Prodrugs er kjemisk modifiserte legemidler som viser redusert toksisitet i normalt vev mens de beholder sin virkning i syke lesjoner ved aktivering 5,6. Prodrugs kan reagere på en rekke stimuli, for eksempel pH7,8, enzymer 9,10, ultralyd 11,12, varme 13 og lys14,15,1 6, og frigjøre sine overordnede legemidler spesielt i lesjonene. Likevel viser mange prodrugs iboende ulemper, for eksempel dårlig oppløselighet, feil absorpsjonshastighet og tidlig metabolsk ødeleggelse, noe som kan begrense utviklingen17. I denne sammenheng gir dannelsen av prodrug nanoassemblies fordeler som reduserte bivirkninger, in situ legemiddelfrigivelse, bedre oppbevaring og kombinasjonen av behandling og bildebehandling, noe som indikerer stort applikasjonspotensial for disse nanoassemblies. Mange prodrug nanoassemblies er utviklet for sykdomsbehandling, inkludert doksorubicin prodrug nanosfærer, curcumin prodrug miceller og camptothecin prodrug nanofibre18.
I denne protokollen presenterer vi en enkel metode for fremstilling av prodrug-dye nanoassemblies som viser høyt prodruginnhold, god vanndispergerbarhet, langsiktig stabilitet og sensitiv responsevne. IR783 er et vannløselig nær-infrarødt fargestoff som kan tjene som stabilisator av nanoaggregatene19. Den andre komponenten i nanoassemblen er bor-dipyrrometen-klorambucil (BODIPY-Cb, BC), et prodrug som ble designet av to hovedårsaker. Siden klorambucil (Cb) viser systemisk toksisitet in vivo, kan prodrugformen redusere toksisiteten20. BC-prodrug kan fotospaltes ved hjelp av 530 nm lysbestråling rettet mot sykdomslesjoner, noe som muliggjør lokal frigjøring av Cb. På den annen side er Cb utsatt for hydrolyse i vandige miljøer, og kan beskyttes ved å transformere den til en prodrug form21. Dermed var samsamlingen av BC-prodrug og IR-783-fargestoffet forventet å danne et stabilt og effektivt legemiddelleveringsnanosystem (figur 1A). Denne prodrug-dye nanoassemblen forbedrer dispergerbarheten og stabiliteten til prodrugmolekylene, noe som tyder på potensialet for anvendelse i lyskontrollerbar legemiddellevering. Fotospaltningen av BC-prodrug muliggjør demontering av nanopartikler og lyskontrollert frigjøring av Cb i lesjonene (tilleggsfigur 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

Selvmontering er en enkel, men pålitelig metode for å konstruere nanoskala legemiddelleveringssystemer. Fotoaktiverbare prodrugs muliggjør kontrollerbar legemiddelfrigjøring fra nanobærere på målsteder modulert av lysbestråling. I denne protokollen presenteres en lettvint metode for fremstilling av fotoaktiverbare prodrugfargede nanopartikler via molekylær selvmontering. Prosedyrene for prodrug syntese, nanopartikkel fabrikasjon, fysisk karakterisering av nanoassembly, fotospaltning demonstrasjon, og in vitro cytotoksisitet verifisering er beskrevet i detalj. Et fotospaltbart bor-dipyrrometen-klorambucil (BC) prodrug ble først syntetisert. BC og et nær-infrarødt fargestoff, IR-783, i et optimalisert forhold, kunne selvmontere seg i nanopartikler (IR783 / BC NP). De syntetiserte nanopartiklene hadde en gjennomsnittlig størrelse på 87, 22 nm og en overflateladning på -29, 8 mV. Nanopartiklene demonterte ved lysbestråling, som kunne observeres ved elektronisk overføringsmikroskopi. Fotospaltningen av BC ble fullført innen 10 minutter, med 22 % utvinningseffektivitet for klorambucil. Nanopartiklene viste forbedret cytotoksisitet under lysbestråling ved 530 nm sammenlignet med de ikke-bestrålte nanopartiklene og bestrålt fritt BC-prodrug. Denne protokollen gir en referanse for konstruksjon og evaluering av fotoresponsive legemiddelleveringssystemer.

IR783 / BC NP ble vellykket fremstilt i denne studien ved hjelp av en flash-utfellingsmetode. De syntetiserte IR783 / BC NPene presenteres som en lilla løsning, mens den vandige løsningen av IR783 var blå (figur 4A). Som vist i figur 4B viste IR783 / BC NP en gjennomsnittlig størrelse på ca. 87,22 nm med en polydispersitetsindeks (PDI) på 0,089, noe som viser en smal størrelsesfordeling. Overflateladningen til IR783/NP var ca. -29,8 mV (<strong class="xfi...

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

Denne protokollen beskriver fabrikasjon og karakterisering av en fotoresponsiv prodrug-fargestoff nanoassembly. Metodikken for frigjøring av legemidler fra nanopartiklene ved lysutløst demontering, inkludert lysbestrålingsoppsettet, er eksplisitt beskrevet. Legemidlene som ble frigjort fra nanopartiklene etter lysbestråling, viste gode anti-spredningseffekter på humane kolorektale tumorceller.

Tilrettelegging og fotoaktivering av prodrug-fargestoff nanoassemblies

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

Denne protokollen gir en referanse til konstruksjon og karakterisering av fotoresponsive stofffargesystemer, spesielt oppsett av lysstråling. Denne teknikken viser fordelen med enkel fabrikasjon, høy stoffbelastningskapasitet og fotokontrollerbarhet. Denne teknikken kan brukes til å behandle kolorektal tumor ved hjelp av optisk fiber for å levere lys for å aktivere legemiddelfrigivelsen på tumorstedet.Begynn med å veie 10 milligram av bordipyrrometenklorambucil eller BC-prodrug og oppløs det i en milliliter dimetylsulfoksid, eller DMSO, i et 1,5 milliliter mikrorør. Dekk BC-løsningen med folie, tilbered deretter 0,4 milligram per milliliter IR783 i filtrert avionisert vann og overfør 300 mikroliter i et 1,5 milliliter mikrorør. Plasser dette mikrorøret på en virvelblander ved 1500 RPM.Neste med enden av 20 mikroliter pipettespissen som berører mikrorørets indre vegg, tilsett 20 mikroliter BC-løsningen til IR783-løsningen over 10 sekunder med konstant hastighet. Plasser mikrorøret på virvelblanderen i 30 sekunder for å oppnå IR783 / BC nanopartikler. Legg deretter nanopartikkelløsningen på et stativ som er helt dekket med folie.Sentrifuge den resulterende IR783 / BC nanopartikkelløsningen i 10 minutter ved 2000 G og fire grader Celsius for å fjerne aggregater. Samle supernatanten, og la ca. 20 mikroliter være i røret for å unngå å forstyrre pelleten før du kaster den. Etter sentrifugering av supernatanten to ganger i 30 minutter ved 30.000 G og 4 grader Celsius, samle nanopartikkelutfellingen fra begge sentrifikasjoner.Resuspender nanopartiklene i 300 mikroliter PBS. Kvantifisere innholdet av IR783 og BC ved høyytelsesvæskekromatografi, eller HPLC, ved hjelp av elueringsmetoden. Beregn prodrug innkapsling effektivitet, eller EE prosent, og lastekapasitet eller, LC prosent.For å måle gjennomsnittsstørrelsen på IR783 / BC nanopartikler med et dynamisk lysspredning, eller DLS, instrument. Tilsett 200 mikroliter IR783 / BC nanopartikkelløsning i en kyvette og sett kyvetten i holderen for måling. Angi måletypen som størrelse og måletemperaturen som 25 grader Celsius.Utfør tre målinger med en varighet på 20 sekunder for hver måling. For å måle overflateladningen av IR783 / BC nanopartikler med DLS-instrumentet, fortynn 25 mikroliter IR783 / BC nanopartikkeloppløsning med 725 mikroliter avionisert vann i et 1, 5 milliliter mikrorør. Legg løsningen inn i en zeta potensiell testkuvette.Plasser kyvetten i prøvesporet. Sett lokk på prøvesporet. Sett deretter måletypen som zetapotensial og temperaturen som 25 grader Celsius.Utfør 10 målinger. Når du er ferdig, klargjør prøvene for transmisjonselektronmikroskopi, eller TEM, avbildning ved å tilsette 10 mikroliter IR783 / BC nanopartikkelløsning på et stykke holey karbonfilm på et kobbergitter på 300 mesh og fjerne syv mikroliter fra holey karbonfilmen. La tre mikroliter løsning ligge på filmen over natten for automatisk fordampning.Sett opp en LED-lampe på 530 nanometer med et jernstativ slik at lyset vender direkte mot driftsgulvet. Plasser et integrert kulefotodiodefotometer rett under LED-lampen. Slå på LED-lampen og åpne hetten på fotometeret.Registrer bestrålingen. Still lampeparametrene ved hjelp av tilhørende programvare og juster inngangsstrømmen i milliampere for å stille strålingen til 50 milliwatt per kvadratcentimeter. Fortynn IR783 / BC nanopartikkeloppløsningen med avionisert vann til 50 mikromolar, basert på BC-konsentrasjon.Tilsett 200 mikromolar IR783 / BC nanopartikkeloppløsning i et 1,5 milliliter mikrorør. Plasser røret på en skumblokk som har et spor som passer til størrelsen på mikrorøret og i samme høyde som fotometeret. Åpne hetten på røret.Slå på LED-lampen og bestråle nanopartikkelløsningen i 1, 2, 3, 5, 7 og 10 minutter. Etter lysbestråling, kvantifiser BC-forbruk og Cb-frigjøring ved HPLC og beregne gjenværende BC- og Cb-frigjøring. IR783 / BC nanopartikler ble vellykket fremstilt i denne studien ved hjelp av en flash-utfellingsmetode.De syntetiserte nanopartiklene var tilstede som en lilla løsning mens den vandige løsningen av IR783 var blå. IR783 / BC nanopartikler viste en gjennomsnittlig størrelse på 87, 22 nanometer med en polydispersitetsindeks, eller PDI, på 0, 089, noe som viser en smal størrelsesfordeling. Overflateladningen var omtrent minus 29,8 millivolt, noe som indikerer de negativt ladede sulfonatgruppene av IR783.Nanopartikkelstørrelsen ble opprettholdt på 85 nanometer i minst 48 timer etter fabrikasjon, mens PDI forble mindre enn 0, 2. Ingen signifikant endring ble observert i størrelsesfordelingen ved 0, 24 og 48 timer etter fabrikasjon. Aggregater og fragmenter ble observert etter lettere bestråling.Endringer i størrelse og distribusjon ble observert etter tre og fem minutter med lysbestråling. Prodrug BC ble fotospaltet på 10 minutter. I mellomtiden ble klorambucil frigjort med en utvinningseffektivitet på rundt 22% i samme periode.IR783 / BC nanopartikler viste signifikant cytotoksisitet på humane kolorektale tumorceller HCT 116 under lysbestråling ved 530 nanometer sammenlignet med ikke-bestrålingsgruppen. Det er viktig å berøre mikrorørets indre vegg tett med enden av peptidene og plassere mikrorøret på virvelen stabilt.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Gjøre og ikke gjøre i utarbeidelsen av Muscle frysesnitt for histologisk analyse

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

Fremstilling og<em&gt; In Vitro</em&gt; Karakterisering av magnetisert mir-modifisert endotelceller

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

Klargjøring, prosedyrer og evaluering av blodplater-Rich Plasma injeksjon i behandling av kneet slitasjegikt

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

Utarbeidelse av Gushukang (GSK) granulat for in vivo og in vitro eksperimenter

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

Forberedelse av decellulariserte nyre stillaser hos rotter

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

Biologisk forberedelse og mekanisk teknikk for å bestemme viskoelastiske egenskaper til zonulære fibre

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

Veiledet endodonti: Tredimensjonal planlegging og malstøttet forberedelse av endodontiske tilgangshulrom

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

Forberedelse av humant myokardvev for langsiktig dyrking

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