Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sửa đổi bề mặt bằng mono và dialkoxysilane của các hạt nano ôxít sắt siêu từ tính cho ứng dụng làm chất tương phản trong chụp ảnh cộng hưởng từ
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển và đặc trưng hóa hai hóa trị bề mặt alkoxysilane chưa từng được nghiên cứu trước đây để sử dụng với các hạt nano ôxít sắt siêu từ tính (SPIO) như một chất tương phản trong chụp ảnh cộng hưởng từ. Chúng tôi đã sửa đổi các hạt nano ôxít sắt siêu từ tính (SPIO) bằng aminopropyl triethoxysilane và hai alkoxysilane tương tự, aminopropyl dimethylethoxysilane và aminopropyl methyldiethoxysilane, nhằm so sánh alkoxysilane đơn và đôi với một alkoxysilane ba được sử dụng phổ biến hơn như hai hóa trị bề mặt SPIO mới có khả năng tạo ra các lớp phủ bề mặt chức năng siêu mỏng. Mật độ ligand của các hạt SPIO được sửa đổi bằng mono- và dialkoxysilane trong nghiên cứu này phù hợp với gần một lớp đơn của các ligand trên bề mặt SPIO. Chúng tôi nghiên cứu độ ổn định hóa học của SPIO được sửa đổi bằng mono-, di- và trialkoxysilane trong môi trường trung tính và axit để đánh giá khả năng sử dụng của những hóa trị bề mặt này trong các ứng dụng nội bào lâu dài. SPIO được sửa đổi bằng mono- và dialkoxysilane cho thấy độ ổn định hóa học tương đương với SPIO được sửa đổi bằng trialkoxysilane, cho thấy rằng mono- và dialkoxysilane đều là những hóa trị bề mặt SPIO mới khả thi cho các ứng dụng trong tương lai yêu cầu lớp phủ bề mặt alkoxysilane mỏng tối thiểu.
Từ khóa
#hạt nano ôxít sắt siêu từ tính #SPIO #alkoxysilane #chất tương phản chụp ảnh cộng hưởng từ #độ ổn định hóa họcTài liệu tham khảo
Y. Anzai and M.R. Prince: Iron oxide-enhanced MR lymphography: The evaluation of cervical lymph node metastases in head and neck cancer. J. Magn. Reson. Imaging 7(1), 75–81 (1997).
A. Moore, R. Weissleder, and A. Bogdanov: Uptake of dextran-coated monocrystalline iron oxides in tumor cells and macrophages. J. Magn. Reson. Imaging 7(6), 1140–1145 (1997).
A. Petri-Fink, M. Chastellain, L. Juillerat-Jeanneret, A. Ferrari, and H. Hofmann: Development of functionalized superparamagnetic iron oxide nanoparticles for interaction with human cancer cells. Biomaterials 26(15), 2685–2694 (2005).
J. Lee, T. Isobe, and M. Senna: Preparation of ultrafine Fe3O4 particles by precipitation in the presence of PVA at high pH. J. Colloid Interface Sci. 177(2), 490–494 (1996).
S.J. Lee, J.R. Jeong, S.C. Shina, J.C. Kimb, Y.H. Chang, Y.M. Chang, and J.D. Kim: Nanoparticles of magnetic ferric oxides encapsulated with poly(D,L latide-co-glycolide) and their applications to magnetic resonance imaging contrast agent. J. Magn. Magn. Mater. 272-273(3), 2432–2433 (2004).
B.A. Moffat, G.R. Reddy, P. McConville, D.E. Hall, T.L. Chenevert, R.R. Kopelman, M. Philbert, R. Weissleder, A. Rehemtulla, and B.D. Ross: A novel polyacrylamide magnetic nanoparticle contrast agent for molecular imaging using MRI. Mol. Imaging 2(4), 324–332 (2003).
C. Zhang, B. Wängler, B. Morgenstern, H. Zentgraf, M. Eisenhut, H. Untenecker, R. Krüger, R. Huss, C. Seliger, W. Semmler, and F. Kiessling: Silica- and alkoxysilane-coated ultrasmall superparamagnetic iron oxide particles: A promising tool to label cells for magnetic resonance imaging. Langmuir 23(3), 1427–1434 (2007).
M. Mikhaylova, D.K. Kim, C.C. Berry, A. Zagorodni, M. Toprak, A.S. Curtis, and M. Muhammed: BSA immobilization on amine-functionalized superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Chem. Mater. 16(12), 2344–2354 (2004).
I. Koh, X. Wang, B. Varughese, L. Isaacs, S.H. Ehrman, and D.S. English: Magnetic iron oxide nanoparticles for biorecognition: Evaluation of surface coverage and activity. J. Phys. Chem. B 110(4), 1553–1558 (2006).
K.D. Kim, S.S. Kim, and H.T. Kim: Formation and characterization of silica-coated magnetic nanoparticles by sol-gel method. J. Ind. Eng. Chem. 11(4), 584–589 (2005).
D.K. Kim, M. Mikhaylova, Y. Zhang, and M. Muhammed: Protective coating of superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Chem. Mater. 15(8), 1617–1627 (2003).
M. Yamaura, R.L. Camilo, L.C. Sampaio, M.A. Macedo, M. Nakamura, and H.E. Toma: Preparation and characterization of (3-aminopropyl) triethoxysilane-coated magnetite nanoparticles. J. Magn. Magn. Mater. 279(2–3), 210–217 (2004).
N. Kohler, C. Sun, J. Wang, and M. Zhang: Methotrexate-modified superparamagnetic nanoparticles and their intracellular uptake into human cancer cells. Langmuir 21(19), 8858–8864 (2005).
I.J. Bruce and T. Sen: Surface modification of magnetic nanoparticles with alkoxysilanes and their application in magnetic bioseparations. Langmuir 21(15), 7029–7035 (2005).
R. De Palma, J. Trekker, S. Peeters, M.J. Van Bael, K. Bonroy, R. Wirix-Speetjens, G. Reekmans, W. Laureyn, G. Borghs, and G. Maes: Surface modification gamma-Fe2O3@SiO2 magnetic nanoparticles for the controlled interaction with biomolecules. J. Nanosci. Nanotechnol. 7(12), 4626–4641 (2007).
R. De Palma, S. Peeters, M.J. Van Bael, H. Van den Rul, K. Bonroy, W. Laureyn, J. Mullens, G. Borghs, and G. Maes: Silane ligand exchange to make hydrophobic superparamagnetic nanoparticles water-dispersible. Chem. Mater. 19(7), 1821–1831 (2007).
J.H. Moon, J.H. Kim, K. Kim, T. Kang, B. Kim, C. Kim, J.H. Hahn, and J.W. Park: Absolute surface density of the amine group of the aminosilylated thin layers: Ultraviolet-visible spectroscopy, second harmonic generation, and synchrotron-radiation photoelectron spectroscopy study. Langmuir 13(16), 4305–4310 (1997).
S. Miyoshi, J.A. Flexman, D.J. Cross, K.R. Maravilla, Y. Kim, Y. Anzai, J. Oshima, and S. Minoshima: Transfection of neuroprogenitor cells with iron nanoparticles for magnetic resonance imaging tracking: Cell viability, differentiation, and intracellular localization. Mol. Imaging Biol. 7(4), 286–295 (2005).
E. Sykova and P. Jendelova: In vivo tracking of stem cells in brain and spinal cord injury. Prog Brain Res. 161, 367–383 (2007).
E.M. Shapiro, K. Sharer, S. Skrtic, and A.P. Koretsky: In vivo detection of single cells by MRI. Magn. Reson. Med. 55(2), 242–249 (2006).
M.F. Kircher, J.R. Allport, E.E. Graves, V. Love, L. Josephson, A.H. Lichtman, and R. Weissleder: In vivo high-resolution three-dimensional imaging of antigen-specific cytotoxic T-lymphocyte trafficking to tumors. Cancer Res. 63(20), 6838–6846 (2003).
S. Valable, E.L. Barbiera, M. Bernaudinc, S. Roussel, C. Segebartha, E. Petit, and C. Rémy: In vivo MRI tracking of exogenous monocytes/macrophages targeting brain tumors in a rat model of glioma. Neuroimage 37, S47–S58 (2007).
S. Mukherjee, R.N. Ghosh, and F.R. Maxfield: Endocytosis. Physiol. Rev. 77(3), 759–803 (1997).
C.W. Lu, Y. Hung, J.K. Hsiao, M. Yao, T.H. Chung, Y.S. Lin, S.H. Wu, S.C. Hsu, H.M. Liu, C.Y. Mou, C.S. Yang, D.M. Huang, and Y.C. Chen: Bifunctional magnetic silica nanoparticles for highly efficient human stem cell labeling. Nano Lett. 7(1), 149–154 (2007).
A.S. Arbab, L.B. Wilson, P. Ashari, E.K. Jordan, B.K. Lewis, and J.A. Frank: A model of lysosomal metabolism of dextran-coated superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles: Implications for cellular magnetic resonance imaging. NMR Biomed. 18(6), 383–389 (2005).
T. Skotland, P.C. Sontum, and I. Oulie: In vitro stability analyses as a model for metabolism of ferromagnetic particles (ClariscanTM), a contrast agent for magnetic resonance imaging. J. Pharm. Biomed. Anal. 28(2), 323–329 (2002).
A.J. Barker, B. Cage, S. Russek, and C.R. Stoldt: Ripening during magnetite nanoparticle synthesis: Resulting interfacial defects and magnetic properties. J. Appl. Phys. 98(6), 63528 (2005).
B.A. Larsen, M.A. Haag, N.J. Serkova, K.R. Shroyer, and C.R. Stoldt: Controlled aggregation of superparamagnetic iron oxide nanoparticles for the development of molecular magnetic resonance imaging probes. Nanotechnology 19, 265102 (2008).