Nanoclusters סינתזה של Immunotargeted מגנטתי plasmonic

חלקיקים היברידיים המורכב מחומרים שונים בעלי תכונות physicochemical שונות יכולים לפתוח הזדמנויות חדשות ביישומים ביו כולל הדמיה multimodal מולקולרית, משלוח טיפול וניטור, הקרנה חדשה ומבחני אבחון ^1-3. השילוב של תכונות plasmonic והמגנטיות בחלקיק בודד הוא עניין מיוחד משום שהוא מספק חתכים חזקים מאוד פיזור אור וקליטה הקשורים לתהודות plasmon והיענות לשדה מגנטי. לדוגמא, חלקיקים מגנטו plasmonic שמשו להגדלת ניגוד בהדמיה כהה תחום התאים שכותרתו על ידי יישום אפנון אות זמני באמצעות אלקטרומגנט חיצוני ^3-5. לאחרונה, עיקרון דומה יושם בפיתוח של שיטה חדשה הדמיה – הדמיה מגנטה photoacoustic, שבו חלקיקים מגנטו plasmonic יאפשר שיפורים גדולים בניגוד ועכברוש אות לרקעio ^6,7. כמו כן, הראה כי חלקיקים היברידיים יכולים לשמש ללכידה וזיהוי של תאים סרטניים במחזור דם כולו וin vivo ^8,9 בו זמנית. יתר על כן, חלקיקים מגנטו plasmonic מבטיחים סוכני theranostic אשר יכול לשמש להדמיה אופטית וMR ספציפי מולקולרית בשילוב עם טיפול photothermal של תאי סרטן ^10.

מספר גישות נחקרו לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic. לדוגמא, יו et al. פירוק וחמצון של Fe (CO) מנוצל ₅ על חלקיקי זהב כדי ליצור Au-Fe ₃ O ₄ חלקיקי bifunctional כמו ^{משקולת-11.} וואנג et al. יש מסונתז חלקיק תחמוצת ברזל מצופה זהב בשיטה פירוק תרמי ^12. כמה גישות אחרות מסתמכות על מולקולות תפקודיות פולימר ציפוי או אמין על חלקיקי ליבה מגנטיים ואחריו בתצהיר של agפגז ישן על גבי משטח הפולימר ליצור היברידי חלקיקי ^7,13. בנוסף, חלקיקי תחמוצת הברזל הוצמדו לnanorods זהב באמצעות אינטראקציות אלקטרוסטטיות או תגובה כימית ^14,15. למרות שגישות אלו יניבו ננו מגנט plasmonic, הם מתפשרים לכמה מאפיינים במידה של שילוב מגנט plasmonic כגון הספיגה אופטית בחלון קרוב אינפרא אדום (NIR) או מומנט מגנטי חזק אשר שניהם רצויים מאוד ביישומים ביו. לדוגמא, יש לי משקולת Au-Fe ₃ O ₄ חלקיקים לשיא תהודת plasmon ב520 ננומטר אשר מגביל השירות שלהם in vivo עקב עכירות רקמה גבוהות בטווח הספקטרום הזה. יתר על כן, חלקיקים מגנטו plasmonic מיוצרים על ידי פרוטוקולים הנוכחיים מוגבלים רק אחד ¹¹ או כמה (פחות מ -10) ^14,15 moieties פאראמגנטי (למשל, חלקיקי תחמוצת ברזל) שהוא פחות באופן משמעותי מיכול להיות ACHieved בnanostructure צפוף. לדוגמא, חלקיק כדורי 60 קוטר ננומטר צפוף יכול להכיל על סדר אלף של 6 חלקיקי פאראמגנטי ננומטר. לכן, יש חדר גדול לשיפור תכונות מגנטיות של חלקיקים היברידיים. יתר על כן, חלק מהפרוטוקולים שתוארו לעיל הם יחסית מורכב ודורש אופטימיזציה זהירה על מנת להימנע מהצטברות של חלקיקים במהלך הסינתזה ^14,15.

כאן, אנו מתארים פרוטוקול לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic עם מומנט מגנטי חזק וספיגת NIR חזקה המתייחסת מגבלות עיקריות של האמנות העכשווית. יש סינתזת מקורו בשיטת microemulsion נפט במים ^16. הוא מבוסס על הרכבה של חלקיקים בגודל רצוי מחלקיקים יסודיים הרבה יותר קטנים. גישה זו שמשה בהצלחה לייצר ננו מחומר אחד, כגון זהב, תחמוצת ברזל, ופרי של מוליכים למחצהmary חלקיקי ^16. הרחבנו אותו לסינתזה של חלקיקי מגנטים plasmonic על ידי, ראשון, מה שהופך את חלקיקי ליבת תחמוצת פגז בקוטר זהב 6 ננומטר / ברזל ו, אז, הרכבת החלקיקים היברידיים העיקריים לnanostructure הכדורי הסופי. הרכבת חלקיקים עיקריים לnanoclusters לא רק מאפשר שיפור התכונות של חלקיקים המרכיבים את, כגון השגת מומנט מגנטי חזק יותר תוך שמירה על מאפייני פאראמגנטי, אלא גם מנצל את האינטראקציות בין חלקיקים בודדים ובכך ליצור מאפיינים חדשים נעדרו מהחלקיקים המרכיבים את, כגון חזק הספיגה אופטית בחלון NIR. פרוטוקול זה מניב חלקיקים היברידיים עם צפיפות גבוהה של פונקציות מגנטיות וplasmonic. לאחר חלקיקים ראשוניים synthetized, השיטה שלנו היא למעשה תגובה בסיר אחד פשוט. כוח תהודת plasmon הכולל והמומנט מגנטי נקבעים על ידי מספר החלקיקים יסודיים ו, ​​therefore, יכול להיות מותאם בקלות בהתאם ליישום. יתר על כן, אנחנו גם פיתחנו הליך לנטיית נוגדן לחלקיקים היברידיים עבור יישומים ביו שונים הדורשים מיקוד ספציפי מולקולרי. נוגדנים מחוברים דרך מחצית Fc עוזב את חלק Fab כי הוא אחראי לאנטיגן מחייב זמין למיקוד.