الوظيفة الحيوية للمواد النانوية المغناطيسية

الميزة الرئيسية لهذا البروتوكول ، يمكن تطبيقه على مجموعة واسعة من المواد النانوية لأكسيد الحديد والحديد. أيضا ، يمكن تطبيقه على المواد النانوية متعددة الأجزاء ، مثل الأسلاك النانوية من الحديد والذهب. يمكن تنفيذ هذا البروتوكول بأمان في أي مختبر بيولوجي قياسي.

تتمثل المزايا الرئيسية لتقنية الوظيفية الحيوية هذه في القدرة على إنتاج مادة نانوية مستهدفة على وجه التحديد بناء على رابطة تساهمية قوية بين السلك النانوي والأجسام المضادة. ابدأ بتقطيع أقراص الألمنيوم إلى قطع صغيرة بشفرة أحادية الحافة ومطرقة صغيرة. ضع القطع المقطوعة في أنبوب سعة ملليلتر واملأها بمليلتر واحد من هيدروكسيد الصوديوم أحادي المولار، مع التأكد من تغطية جميع قطع الألمنيوم.

اترك الأنبوب في درجة حرارة الغرفة في غطاء دخان كيميائي لمدة 30 دقيقة. بعد الحضانة ، قم بإزالة قطع الألمنيوم بملاقط واحتفظ بالأسلاك النانوية التي تم إطلاقها في هيدروكسيد الصوديوم لمدة 30 دقيقة إضافية. ضع الأنبوب في رف مغناطيسي جاف ، وانتظر دقيقتين ، واستبدل المحلول بهيدروكسيد الصوديوم الطازج.

قم بتوصيل الأنبوب سعة ملليلتر بالأسلاك النانوية لمدة 30 ثانية واتركه لمدة ساعة واحدة داخل غطاء دخان كيميائي. كرر هذه الخطوة أربع مرات على الأقل. عند الانتهاء ، ضع الأنبوب سعة ملليلتر في الرف المغناطيسي ، وتخلص من هيدروكسيد الصوديوم ، واستبدله بمليلتر واحد من الإيثانول المطلق.

قم بتشغيل الأسلاك النانوية لمدة 30 ثانية ، ضع الأنبوب في الرف المغناطيسي ، واستبدل الإيثانول. كرر غسل الإيثانول أربع مرات على الأقل. بعد غسل الأسلاك النانوية ، انقلها إلى أنبوب زجاجي سعة خمسة ملليلتر بماصة سعة مليلتر واحد.

أضف 100 ميكرولتر من APTES إلى محلول الأسلاك النانوية وقم بتدوير الأنبوب الزجاجي لمدة 20 ثانية. ضع الأنبوب في حمام بالموجات فوق الصوتية وقم بصوتته لمدة ساعة واحدة. ثم أخرج الأنبوب من الحمام وأضف 400 ميكرولتر من الماء منزوع الأيونات و 20 ميكرولترا من هيدروكسيد الصوديوم أحادي المول.

كرر صوتنة لمدة ساعة واحدة. بعد إخراج الأنبوب الزجاجي من الحمام بالموجات فوق الصوتية ، ضعه بجوار مغناطيس لجمع الأسلاك النانوية. استبدل المادة الطافية بملليلتر واحد من الإيثانول المطلق الطازج وقم بصوتنة الأنبوب لمدة 10 ثوان.

كرر غسل الإيثانول والصوتنة مرتين. قم بإذابة 0.4 ملليغرام من EDC و 1.1 ملليغرام من Sulfo-NHS ومليلتر واحد من MES في أنبوب ملليلتر. في أنبوب آخر سعة ملليلترين ، أضف 960 ميكرولتر من PBS 0.1 مولار وأضف 30 ميكرولترا من الجسم المضاد المضاد ل CD44 إليه.

بعد ذلك ، أضف 10 ميكرولتر من خليط EDC / Sulfo-NHS المعد مسبقا إلى هذا الأنبوب. ضع أنبوب الجسم المضاد في شاكر ورجه بمعدل 10 أضعاف جم لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. في هذه الأثناء ، ضع مغناطيسا بجوار الأنبوب بالأسلاك النانوية المطلية ب APTES لمدة دقيقتين ، وتخلص من الإيثانول ، واستبدله ب PBS.

قم بصوت الأسلاك النانوية لمدة 10 ثوان. بعد الغسيل الأخير باستخدام PBS ، اجمع الأسلاك النانوية وانقل محلول الجسم المضاد المنشط إلى أنبوب الأسلاك النانوية. ثم صوتنة لمدة 10 ثوان.

استبدل الأنبوب في المدور طوال الليل عند أربع درجات مئوية. في اليوم التالي ، اجمع الأسلاك النانوية باستخدام المغناطيس وتخلص من المادة الطافية. أضف ملليلتر واحد من 2٪ BSA واحتضن الأنبوب لمدة ساعة واحدة عند أربع درجات مئوية لمنع التفاعل.

يمكن استخدام التحليل الطيفي لفقدان طاقة الإلكترون أو خرائط EELS لتصور ذرات السيليكون على سطح الأسلاك النانوية وتأكيد وجود طلاء APTES. على الأسلاك النانوية غير المطلية ، تظهر ذرات الحديد باللون الأزرق الداكن والذرات المختلطة من الحديد والأكسجين باللون الأزرق الفاتح. يظهر رسم خرائط EELS المقابل للأسلاك النانوية غير المطلية كثافة أعلى من الحديد مقابل الأكسجين في المركز مقارنة بالسطح ، مما يشير إلى بنية أكسيد الحديد والحديد.

أظهر رسم الخرائط أن طبقة أكسيد الحديد تتكون من أكسيد الحديد (II ، III) أكثر من أكسيد الحديد (III). تم تأكيد استضداد الأجسام المضادة المرفقة باستخدام فحوصات الترسيب المناعي واللطخة الغربية. تم استخدام مقايسة BCA لتحديد عدد الأجسام المضادة على الأسلاك النانوية.

تم استخدام قياس إمكانات زيتا لتوضيح وظائف السطح. خفضت مجموعة الأمين الطرفية على APTES الشحنة السالبة مقارنة بالأسلاك النانوية غير المطلية. أدت وظائف الأجسام المضادة إلى تقليل الشحنة.

تم تأكيد استهداف الخلية المحددة للأسلاك النانوية الوظيفية بالأجسام المضادة باستخدام الفحص المجهري متحد البؤر. يمثل الشكلان A و B صور الفحص المجهري للحقل الساطع للعينتين C و D على التوالي. يتوافق اللون الأحمر مع تصوير غشاء الخلية ، ويمثل اللون الأزرق النواة ، وتصور العناقيد الخضراء وجود أسلاك نانوية CD44 متصلة ومستهدفة.

علاوة على ذلك ، تم استخدام مقايسة بقاء الخلية للتحقق من أن الأسلاك النانوية غير المطلية ب APTES والمغلفة بالأجسام المضادة كانت متوافقة حيويا. في طلاء عملية APTES ، من المهم جدا إضافة الماء منزوع الأيونات قبل محلول هيدروكسيد الصوديوم لتعزيز الترابط بين جزيء APTES والأسلاك النانوية. أيضا ، أثناء عملية الوظيفة الحيوية ، من الضروري غسل السلك النانوي باستخدام المخزن المؤقت PBS عدة مرات لتعزيز الرابطة التساهمية بين الجسم المضاد والأسلاك النانوية.