Síntese de Immunotargeted magneto-plasmónico Nanoclusters

Nanopartículas híbridas, compreendendo diferentes materiais com propriedades físico-químicas distintas pode abrir novas oportunidades em aplicações biomédicas, incluindo imagens multimodal molecular, a administração de terapêutica e acompanhamento, nova triagem e testes de diagnóstico ^1-3. A combinação de propriedades magnéticas e plasmonic num nanopartículas é de particular interesse uma vez que proporciona uma muito forte absorção de luz e dispersão de secções transversais associadas com ressonâncias plasmon e capacidade de resposta a um campo magnético. Por exemplo, as nanopartículas magneto-plasmonic foram usadas para aumentar o contraste de imagem de campo escuro de células marcadas por aplicação de uma modulação de sinal temporal, através de um electroíman externo ^3-5. Mais recentemente, um princípio semelhante foi aplicada no desenvolvimento de uma nova modalidade de imagens – imagiologia magneto-fotoacústica, onde nanopartículas magneto-plasmónico permitir grandes melhorias em contraste rato e de sinal para fundoio ^6,7. Mostrou-se também que as nanopartículas híbridas podem ser usadas para a captura e detecção de células tumorais em circulação em todo o sangue e in vivo ^8,9 simultânea. Além disso, as nanopartículas magneto-plasmônicos são promissores agentes theranostic que podem ser usados ​​para imagiologia óptica molecular e MR especifica combinada com a terapia de células cancerosas fototérmica ^10.

Várias abordagens foram exploradas para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico. Por exemplo, Yu et al. Decomposição utilizado e a oxidação de Fe (CO) _5, em nanopartículas de ouro para formar haltere-bifuncionais como Au-Fe ₃ O ₄ nanopartículas ^11. Wang et al. Sintetizaram nanopartículas de óxido de ferro revestidas com ouro usando o método de decomposição térmica ^12. Alguns outros métodos baseiam-se em polímero de revestimento ou de amina moléculas funcionais a nanopartículas de núcleo magnético, seguido de deposição de agshell de idade sobre a superfície do polímero para criar o híbrido partículas ^7,13. Além disso, as nanopartículas de óxido de ferro foram anexados ao nanobastões de ouro via interações eletrostáticas ou uma reação química ^14,15. Embora estas abordagens produzir nanoestruturas magneto-plasmonic, que comprometem a algumas propriedades de extensão da combinação magneto-plasmónico como absorvância óptica na janela do infravermelho próximo (NIR), ou um forte momento magnético ambos os quais são altamente desejáveis ​​em aplicações biomédicas. Por exemplo, haltere Au-Fe ₃ O ₄ nanopartículas tem um pico de ressonância de plasmon de a 520 nm, o que limita a sua utilidade in vivo devido à turvação elevado tecido nesta gama espectral. Além disso, as nanopartículas magneto-plasmónico produzidas por protocolos correntes estão limitados a apenas um ou alguns ⁽¹¹ a menos de 10) ^14,15 metades superparamagnéticas (por exemplo, nanopartículas de óxido de ferro) que é significativamente menor do que poderia ser achquistada em uma nanoestrutura densamente. Por exemplo, a 60 nm de diâmetro das nanopartículas esféricas densamente pode conter na ordem de um milhar de 6 nanopartículas superparamagnéticas nm. Por conseguinte, existe uma grande margem para melhorar as propriedades magnéticas das nanopartículas híbridas. Além disso, alguns dos protocolos anteriormente descritos são relativamente complexas e requerem optimização cuidadosa, a fim de evitar a agregação das partículas durante a síntese ^14,15.

Aqui, nós descrevemos um protocolo para a síntese de nanopartículas magneto-plasmónico com um forte momento magnético e uma forte absorvância NIR que aborda as principais limitações da técnica actual. A síntese tem suas origens no método ¹⁶ microemulsão óleo em água. Ele baseia-se na montagem de nanopartículas de um tamanho desejado de uma muito menores partículas primárias. Esta abordagem tem sido utilizada com sucesso para a produção de nanoestruturas de um único material, tal como ouro, óxido de ferro, e pri semicondutormary partículas ^16. Nós alargado a síntese de nanopartículas de magneto-plasmônica, por um lado, fazendo 6 nm de diâmetro de concha de ouro / núcleo de ferro óxido de partículas e, em seguida, montar as partículas híbridas primárias para a nanoestrutura esférico final. Montagem partículas primárias em nanopartículas não só permite melhorar as propriedades das nanopartículas constituintes, tais como realização de um momento magnético mais forte, preservando as propriedades superparamagnéticas, mas também tira proveito da interação entre nanopartículas individuais, criando assim novas características ausentes das nanopartículas constituintes, como a forte absorção óptica na janela de NIR. Este protocolo resulta nanopartículas híbridas com uma alta densidade de funcionalidades magnéticos e plasmonic. Depois de as partículas primárias são sintetizados, o nosso método é essencialmente uma reacção simples de um só recipiente. A força total de ressonância de plasmon de momento magnético e são determinadas por um certo número de partículas primárias e, utrasntes, pode ser facilmente otimizado de acordo com o pedido. Além disso, também desenvolvemos um procedimento para anticorpo conjugação com as nanopartículas híbridas para várias aplicações biomédicas que exigem segmentação específica molecular. Os anticorpos são ligados através da unidade Fc deixando a porção Fab que é responsável pela ligação ao antigénio disponíveis para direccionamento.