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

Мы благодарим за помощь со стороны основного центра медицинского факультета Ли Ка Шин Университета Гонконга. Мы благодарим профессора Чи-Мин Че из Университета Гонконга за предоставление клеточной линии HCT116 человека. Эта работа была поддержана ассоциированным членом Центра репаративной медицины Мин Вай Лау и Советом по исследовательским грантам Гонконга (Схема ранней карьеры, No 27115220).

1. Синтез бор-дипиррометена-хлорамбуцила (БК) пролекарства (рис. 2)22
<ol><li>Синтез BODIPY-OAc<ol><li>Взвесьте 1,903 г 2,4-диметилпиррола и растворите его в 20 мл безводного дихлорметана (DCM) в колбе с круглым дном в атмосфере азота. Взвесьте 1,638 г ацетоксиаце...

<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>

В этом протоколе описывается метод легкого мгновенного осаждения для изготовления наночастиц пролекарства и красителя, который предлагает простой и удобный подход к образованию наночастиц. В этом методе есть несколько важных шагов. Во-первых, для всех этапов синтеза, изготовления и о?...

Химиотерапия является распространенным методом лечения рака, в котором используются цитостатические агенты для уничтожения раковых клеток и, таким образом, ингибирование роста опухоли1. Однако пациенты могут страдать от побочных эффектов, таких как кардиотоксичность и гепатотоксичность, из-за нецелевого всасывания химиотерапевтических препаратов 2,3,4. Таким образом, локализованная доставка лекарственного средства посредством пространственно-временного контроля высвобождения/активации лекарственного средства в опухолях имеет важное значение для минимизации воздействия лекарственного средства на нормальные ткани.
Пролекарства представляют собой химически модифицированные препараты, которые проявляют пониженную токсичность в нормальных тканях, сохраняя при этом свое действие при пораженных поражениях при активации 5,6. Пролекарства могут реагировать на различные раздражители, такие как рН7,8, ферменты9,10, ультразвук 11,12, тепло 13 и свет 14,15,1 6, и высвобождать свои исходные лекарства именно в поражениях. Тем не менее, многие пролекарства имеют присущие им недостатки, такие как плохая растворимость, неправильная скорость всасывания и раннее метаболическое разрушение, что может ограничить их развитие17. В этом контексте образование пролекарственных наносборок предлагает такие преимущества, как снижение побочных эффектов, высвобождение лекарств in situ, лучшее удержание и сочетание лечения и визуализации, что указывает на большой потенциал применения этих наносборок. Для лечения заболеваний было разработано множество промедикаментозных наносборок, в том числе наносферы пролекарства доксорубицина, мицеллы пролекарства куркумина и нановолокна пролекарства камптотецина18.
В этом протоколе мы представляем простой метод получения наносборок пролекарства и красителя, которые демонстрируют высокое содержание пролекарства, хорошую диспергируемость в воде, долговременную стабильность и чувствительную способность реагировать. IR783 представляет собой водорастворимый краситель ближнего инфракрасного диапазона, который может служить стабилизатором наносборок19. Другим компонентом наносборки является бор-дипиррометен-хлорамбуцил (BODIPY-Cb, BC), пролекарство, которое было разработано по двум основным причинам. Поскольку хлорамбуцил (Cb) проявляет системную токсичность in vivo, пролекарственная форма может снижать его токсичность20. Пролекарство BC может быть фоторасщеплено с использованием светового излучения 530 нм, направленного на поражения заболевания, что обеспечивает локальное высвобождение Cb. С другой стороны, Cb склонен к гидролизу в водных средах и может быть защищен путем преобразования его в пролекарственную форму21. Таким образом, ожидалось, что совместная сборка пролекарства BC и красителя IR-783 образует стабильную и эффективную наносистему доставки лекарств (рис. 1A). Эта наносборка пролекарства-красителя улучшает диспергируемость и стабильность молекул пролекарства, что указывает на ее потенциал для применения в светоконтролируемой доставке лекарств. Фоторасщепление пролекарства BC обеспечивает разборку наночастиц и контролируемое светом высвобождение Cb в поражениях (дополнительный рисунок 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

Самосборка — это простой, но надежный метод построения наноразмерных систем доставки лекарств. Фотоактивируемые пролекарства обеспечивают контролируемое высвобождение лекарств из наноносителей в целевых участках, модулированных световым облучением. В этом протоколе представлен простой метод получения фотоактивируемых наночастиц пролекарства и красителя путем молекулярной самосборки. Подробно описаны процедуры синтеза пролекарств, изготовления наночастиц, физической характеристики наносборки, демонстрации фоторасщепления и проверки цитотоксичности in vitro . Впервые был синтезирован фоторасщепляемый бор-дипиррометен-хлорамбуцил (BC) пролекарство. BC и краситель ближнего инфракрасного диапазона IR-783 в оптимизированном соотношении могут самособираться в наночастицы (IR783 / BC NP). Синтезированные наночастицы имели средний размер 87,22 нм и поверхностный заряд -29,8 мВ. Наночастицы разбирались при облучении светом, что можно было наблюдать с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Фоторасщепление BC было завершено в течение 10 мин с эффективностью восстановления хлорамбуцила 22%. Наночастицы проявляли повышенную цитотоксичность при световом облучении на длине волны 530 нм по сравнению с необлученными наночастицами и облученным свободным пролекарством BC. Этот протокол является справочным материалом для создания и оценки фоточувствительных систем доставки лекарств.

IR783 / BC NP были успешно изготовлены в этом исследовании с использованием метода мгновенного осаждения. Синтезированные NP IR783 / BC были представлены в виде фиолетового раствора, в то время как водный раствор IR783 был синим (рис. 4A). Как показано на рисунке 4B, NP IR783...

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

В этом протоколе описывается изготовление и характеристика фоточувствительной наносборки пролекарство-краситель. В явной форме описана методология высвобождения лекарственного средства из наночастиц путем разборки, вызванной светом, включая установку светового облучения. Препараты, высвобождаемые из наночастиц после светового облучения, проявляли отличные эффекты против пролиферации колоректальных опухолевых клеток человека.

Легкое получение и фотоактивация наносборок пролекарства и красителя

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

Этот протокол содержит справочную информацию по построению и характеристике фоточувствительных систем лекарственного средства и красителей, особенно по настройке светового излучения. Этот метод демонстрирует преимущество простого изготовления, высокой грузоподъемности лекарственного средства и возможности фотоконтроля. Этот метод может быть использован для лечения колоректальной опухоли с помощью оптического волокна для доставки света для активации высвобождения лекарства в месте опухоли.Начните с взвешивания 10 миллиграммов дипиррометена бора хлорамбуцила или пролекарства BC и растворите его в одном миллилитре диметилсульфоксида или ДМСО в микропробирке объемом 1,5 миллилитра. Накройте раствор BC фольгой, затем приготовьте 0,4 миллиграмма на миллилитр IR783 в отфильтрованной деионизированной воде и перелейте 300 микролитров в микропробирку объемом 1,5 миллилитра. Поместите эту микротрубку на вихревой смеситель со скоростью 1500 об/мин.Затем, когда конец наконечника пипетки объемом 20 микролитров касается внутренней стенки микротрубки, добавьте 20 микролитров раствора BC в раствор IR783 в течение 10 секунд с постоянной скоростью. Поместите микротрубку на вихревой смеситель на 30 секунд, чтобы получить наночастицы IR783 / BC. Затем поместите раствор наночастиц на решетку, полностью покрытую фольгой.Центрифугируйте полученный раствор наночастиц IR783 / BC в течение 10 минут при 2000 G и четырех градусах Цельсия для удаления заполнителей. Соберите надосадочную жидкость, оставив примерно 20 микролитров в пробирке, чтобы не потревожить гранулу, прежде чем выбросить ее. После центрифугирования надосадочной жидкости два раза в течение 30 минут при 30 000 G и 4 градусах Цельсия соберите наночастицы осадка из обоих центрификаций.Ресуспендирование наночастиц в 300 микролитрах PBS. Количественно определите содержание IR783 и BC с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии или ВЭЖХ с использованием метода элюирования. Рассчитайте эффективность инкапсуляции пролекарства, или EE проценты, и грузоподъемность, или LC проценты.Для измерения среднего размера наночастиц IR783/BC с помощью прибора динамического рассеяния света (DLS). Добавьте 200 микролитров раствора наночастиц IR783/BC в кювету и вставьте кювету в держатель для измерения. Установите тип измерения как размер и температуру измерения как 25 градусов по Цельсию.Выполните три измерения продолжительностью 20 секунд для каждого измерения. Чтобы измерить поверхностный заряд наночастиц IR783/BC с помощью прибора DLS, разбавьте 25 микролитров раствора наночастиц IR783/BC 725 микролитрами деионизированной воды в микротрубке объемом 1,5 миллилитра. Добавьте раствор в кювету для тестирования дзета-потенциала.Поместите кювету в канавку для образца. Закройте канавку для образца. Затем установите тип измерения как дзета-потенциал и температуру как 25 градусов по Цельсию.Выполните 10 измерений. После этого подготовьте образцы для визуализации просвечивающей электронной микроскопии или ПЭМ, добавив 10 микролитров раствора наночастиц IR783 / BC на кусок дырявой углеродной пленки на медной сетке размером 300 меш и удалив семь микролитров из дырявой углеродной пленки. Оставьте три микролитра раствора на пленке на ночь для автоматического испарения.Установите светодиодную лампу на 530 нанометров с железной подставкой так, чтобы свет был направлен прямо на операционный пол. Поместите интегрирующий сферический фотодиодный фотометр непосредственно под светодиодную лампу. Включите светодиодную лампу и откройте крышку фотометра.Запишите освещенность. Установите параметры лампы с помощью соответствующего программного обеспечения и отрегулируйте входной ток в миллиамперах, чтобы установить освещенность как 50 милливатт на квадратный сантиметр. Разбавьте раствор наночастиц IR783/BC деионизированной водой до 50 мкмоль, исходя из концентрации BC.Добавьте 200 микромолярных растворов наночастиц IR783 / BC в микропробирку объемом 1,5 миллилитра. Поместите трубку на пеноблок, имеющий канавку, соответствующую размеру микротрубки и на той же высоте, что и фотометр. Откройте крышку тюбика.Включите светодиодную лампу и облучайте раствор наночастиц в течение 1, 2, 3, 5, 7 и 10 минут. После облучения светом количественно определите потребление BC и высвобождение Cb с помощью ВЭЖХ и рассчитайте оставшееся высвобождение BC и Cb. Наночастицы IR783 / BC были успешно изготовлены в этом исследовании с использованием метода мгновенного осаждения.Синтезированные наночастицы присутствовали в виде фиолетового раствора, в то время как водный раствор IR783 был синим. Наночастицы IR783 / BC показали средний размер 87,22 нанометра с индексом полидисперсности, или PDI, 0,089, демонстрируя узкое распределение по размерам. Поверхностный заряд составлял примерно минус 29,8 милливольт, что указывает на отрицательно заряженные сульфонатные группы IR783.Размер наночастиц поддерживался на уровне 85 нанометров в течение не менее 48 часов после изготовления, в то время как их PDI оставался менее 0,2. Никаких существенных изменений в распределении по размерам не наблюдалось через 0, 24 и 48 часов после изготовления. Агрегаты и фрагменты наблюдались после более легкого облучения.Изменения размера и распределения наблюдались после трех и пяти минут облучения светом. Пролекарство БК было фоторасщеплено за 10 минут. Между тем, хлорамбуцил был высвобожден с эффективностью извлечения около 22% за тот же период.Наночастицы IR783 / BC показали значительную цитотоксичность на клетках колоректальной опухоли человека HCT 116 при облучении светом на глубине 530 нанометров по сравнению с группой без облучения. Важно плотно прикоснуться к внутренней стенке микротрубки концом пептидов и стабильно разместить микротрубку на вихре.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

И что нельзя делать в подготовке мышц криосрезы для гистологического анализа

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

подготовки и<em&gt; In Vitro</em&gt; Характеристика замагниченного MIR-модифицированная эндотелиальные клетки

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

Подготовка, процедур и оценки тромбоцитов богатые плазмы инъекций для лечения коленного остеоартрита

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

Подготовка Гушукан (GSK) Гранулы для In Vivo и In Vitro Эксперименты

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

Подготовка децеллюляризованных каркасов почек у крыс

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

Биологический препарат и механическая методика определения вязкоупругих свойств зональных волокон

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

Управляемая эндодонтия: трехмерное планирование и шаблонная подготовка полостей эндодонтического доступа

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

Подготовка ткани миокарда человека к длительному культивированию

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