文献标题:Organ Uptake, Toxicity and Skin Clearance of Ruthenium Contrast Agents Monitored In Vivo by X-Ray Fluorescence
DOI:https://doi.org/10.2217/nnm-2023-0061
研究背景:关于纳米材料在医学成像领域中作为对比剂的快速发展和应用。随着纳米科技的进步,纳米粒子(NPs)已经被设计并用于生物医学成像,以提高成像技术的灵敏度和分辨率。钌(Ru)作为一种具有独特物理化学性质的金属,被用于开发纳米粒子,这些纳米粒子可以作为对比增强剂,用于磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)和计算机断层扫描(CT)等成像技术。
研究背景强调了理解纳米粒子在生物体内的分布、代谢和宿主反应的重要性,这对于确保这些新型对比剂的安全性和生物相容性至关重要。纳米粒子的行为会受到其物理化学属性(如材料组成、大小、形状、表面特性)的影响,这些属性可以通过化学合成进行调整。当纳米粒子进入生物体液时,它们会吸附生物分子,形成影响纳米粒子代谢和与免疫细胞相互作用的冠层。
此外,研究背景还提到了金属基纳米粒子在纳米医学中的吸引力,包括它们作为成像对比增强剂、药物载体和治疗剂的潜力。为了实现这些应用,必须深入理解纳米粒子在生物体内的动态行为,包括它们如何在主要器官(如肝脏、脾脏和肾脏)中积累、被吞噬,并最终被代谢和/或排泄。这项研究的目的是探索钌纳米粒子在小鼠体内的分布、毒性和皮肤清除情况,以期为未来的纳米医学应用提供科学依据。
研究内容:
这项研究的核心内容是调查通过静脉注射进入小鼠体内的钌纳米粒子(Ru NPs)的分布、毒性和皮肤清除情况。研究团队旨在了解这些纳米粒子在体内的生物分布,它们如何影响器官(特别是肝脏和脾脏),以及它们是否可以通过皮肤排出体外。这项研究对于评估Ru NPs作为X射线荧光(XRF)成像对比剂的潜力和安全性至关重要。
研究方法:
1. 纳米粒子合成与表征:使用聚维酮(PVP)作为稳定剂,通过化学合成方法制备了Ru NPs。通过透射电子显微镜(TEM)确定了纳米粒子的大小和形态。使用动态光散射(DLS)和ζ电位测量评估了纳米粒子的水动力学大小和表面电荷。通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定了Ru NPs的浓度。
2. 动物实验:使用7周龄的雌性裸鼠(NMRI-Foxn1nu/nu)进行实验。小鼠被分为两组,分别静脉注射1% w/v(40 mg/kg体重)和0.5% w/v(20 mg/kg体重)的Ru NPs。在注射后的1小时、24小时、72小时和2周内对小鼠进行XRF成像。
3. XRF成像:使用实验室设置的XRF成像系统,对注射Ru NPs的小鼠进行全身成像。不同的时间点(注射后1小时、24小时、72小时和2周)收集XRF投影图像。血浆D-二聚体浓度定量:收集Ru NPs处理小鼠的血样,并使用竞争性酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血浆中D-二聚体的浓度。
4. 组织病理学和免疫组织化学:在实验结束时(72小时或2周),对小鼠的主要器官(肺、肝、脾、肾和皮肤)进行解剖、固定、包埋和切片。使用苏木精-伊红(H&E)染色和F4/80抗体进行免疫荧光(IF)染色,评估组织形态和巨噬细胞的存在。
5. 基因表达研究:从切除的器官中提取RNA,并使用定制的qRT-PCR阵列评估与炎症、氧化应激和凋亡相关的29个基因的表达。
通过这些方法,研究团队能够详细分析Ru NPs在小鼠体内的分布、它们对器官的潜在毒性以及它们如何被机体清除,特别是通过皮肤。这些信息对于评估Ru NPs作为医学成像对比剂的安全性和有效性至关重要。
在文献中,Mouse D-Dimer ELISA Kit(货号:abx258705)的主要应用是定量检测小鼠血浆中D-二聚体(D-dimer)的浓度。D-二聚体是交联纤维蛋白特异性降解产物,其在血浆中水平的升高通常与血栓形成和纤溶活性增加相关。在这项研究中,研究者通过以下步骤使用ELISA Kit来评估Ru NPs对小鼠凝血系统的影响:
1.样本收集:在Ru NPs给药前以及给药后1小时、72小时和2周时,从Ru NPs处理的小鼠(n = 5)和未处理的小鼠(作为对照)收集血液样本。
2.血浆分离:从收集的血液样本中分离出血浆。
3.D-二聚体测定:使用Mouse D-Dimer ELISA Kit按照制造商的说明书进行操作,定量检测分离出的血浆样本中D-二聚体的浓度。
4.数据分析:将Ru NPs处理小鼠的血浆中D-二聚体浓度与对照组小鼠的浓度进行比较,以评估Ru NPs是否引起了凝血系统的激活。
通过这种方法,研究者能够检测Ru NPs注射后小鼠体内是否发生了血管内凝血和血栓形成,这对于评估Ru NPs的血管毒性和血栓形成潜力至关重要。ELISA Kit提供了一种敏感和特异的手段来监测与纳米粒子暴露相关的凝血级联反应的变化。
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