Synthèse des Immunotargeted magnéto-plasmonique NANOAGRÉGATS

Nanoparticules hybrides comprenant différents matériaux ayant des propriétés physico-chimiques distinctes peuvent ouvrir de nouvelles possibilités dans des applications biomédicales, y compris l'imagerie moléculaire multimodale, l'administration du traitement et de la surveillance, le dépistage et le nouveau tests de diagnostic ^1-3. La combinaison des propriétés magnétiques et plasmoniques en une seule nanoparticule est particulièrement intéressant car il offre une très forte dispersion de la lumière et de sections efficaces d'absorption liés à des résonances de plasmon et la réactivité à un champ magnétique. Par exemple, les nanoparticules magnéto-plasmonique ont été utilisés pour augmenter le contraste dans l'imagerie à fond noir de cellules marquées par l'application d'une modulation de signal temporel par l'intermédiaire d'un électro-aimant externe ^3-5. Plus récemment, un principe similaire a été appliquée dans le développement d'une nouvelle modalité d'imagerie – imagerie magnéto-photo-acoustique, où nanoparticules magnéto-plasmonique permettent de grandes améliorations dans le contraste et le rat signal à fondio ^6,7. Il a également été montré que les nanoparticules hybrides peuvent être utilisés pour la capture et la détection des cellules tumorales circulantes dans le sang total et in vivo ^8,9 simultanée. En outre, les nanoparticules magnéto-plasmoniques sont prometteurs théranostics agents qui peuvent être utilisés pour l'imagerie optique et MR spécifique moléculaire combiné avec une thérapie photothermique de cellules cancéreuses ^10.

Plusieurs approches ont été explorées pour la synthèse de nanoparticules de magnéto-plasmonique. Par exemple, Yu et al. Utilisé décomposition et l'oxydation de Fe (CO) ₅ sur des nanoparticules d'or pour former bifonctionnels Au-Fe ₃ O ₄ nanoparticules d'haltère comme ^11. Wang et al. Ont synthétisé des nanoparticules d'oxyde de fer revêtu d'or en utilisant la méthode de décomposition thermique ^12. D'autres approches reposent sur des polymères d'enrobage ou d'amines des molécules fonctionnelles sur des nanoparticules de noyau magnétique, suivie par le dépôt d'agvieux coquille sur la surface du polymère pour créer des particules de l'hybride ^7,13. De plus, les nanoparticules d'oxyde de fer ont été fixés à nanotubes d'or par l'intermédiaire d'interactions électrostatiques ou une réaction chimique ^14,15. Bien que ces méthodes produisent des nanostructures magnéto-plasmoniques, elles ne compromettent pas dans une certaine mesure les propriétés de la combinaison de magnéto-plasmonique tel que l'absorbance optique à l'(NIR) fenêtre dans le proche infrarouge ou un moment magnétique élevé qui sont tous deux hautement souhaitable dans des applications biomédicales. Par exemple, haltère Au-Fe ₃ O ₄ nanoparticules ont un pic de résonance de plasmon de 520 nm, ce qui limite leur utilité in vivo en raison de la turbidité de tissu élevé dans cette gamme spectrale. En outre, les nanoparticules magnéto-plasmonique produites par les protocoles actuels sont limités à un seul ¹¹ ou peu (moins de 10) ^14,15 fragments superparamagnétiques (par exemple, des nanoparticules d'oxyde de fer), qui est beaucoup moins que ce qui pourrait être achieved dans une nanostructure dense. Par exemple, un diamètre de 60 nm nanoparticule sphérique dense peut contenir de l'ordre de un mille de 6 nanoparticules superparamagnétiques nm. Par conséquent, il ya une grande place pour améliorer les propriétés magnétiques de nanoparticules hybrides. En outre, certains des protocoles décrits précédemment sont relativement complexes et nécessitent une optimisation soigneuse pour éviter l'agrégation des particules au cours de la synthèse ^14,15.

Ici, nous décrivons un protocole pour la synthèse de nanoparticules de magnéto-plasmonique avec un moment magnétique forte et une absorption NIR forte qui traite des limitations majeures de l'art actuel. La synthèse a ses origines dans la méthode de micro-émulsion huile-dans-eau ^16. Il est basé sur l'assemblage des nanoparticules d'une taille désirée à partir de particules primaires plus petites. Cette approche a été utilisée avec succès pour produire des nano-structures d'un seul matériau tel que l'or, l'oxyde de fer, et de semi-conducteur primary particules ^16. Nous avons étendu pour la synthèse de nanoparticules de magnéto-plasmonique par, d'abord, ce qui rend les particules de noyau d'oxyde de 6 nm de diamètre coquille d'or / fer et, ensuite, l'assemblage des particules primaires hybrides dans la nanostructure sphérique finale. Assemblant des particules primaires en nanoparticules permet non seulement améliorer les propriétés des nanoparticules constitutifs, tels que la réalisation d'un moment magnétique plus fort tout en préservant les propriétés superparamagnétiques, mais tire également parti des interactions entre nanoparticules individuelles, créant ainsi de nouvelles caractéristiques absentes des nanoparticules constitutifs, tels que forte absorption optique dans la fenêtre de NIR. Ce protocole donne nanoparticules hybrides à forte densité de fonctionnalités magnétiques et plasmoniques. Après particules primaires sont synthétisés, notre procédé est essentiellement une réaction en un seul pot simple. La résistance à la résonance de plasmon et le moment magnétique global sont déterminés par un certain nombre de particules primaires, et utresvant, peut être facilement optimisé en fonction de la demande. En outre, nous avons également développé une procédure pour la conjugaison d'anticorps aux nanoparticules hybrides pour diverses applications biomédicales qui nécessitent un ciblage spécifique moléculaire. Les anticorps sont fixés par l'intermédiaire du fragment Fc laissant la partie Fab qui est responsable de la liaison disponible pour le ciblage de l'antigène.