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方法文章

用于施旺细胞远程可控力刺激及实时共聚焦成像的磁性纳米驱动平台

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DOI：

10.3791/71685

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2026年9月8日

 ,  ,  ,  , 
1Department of Hand Surgery, Orthopedic Center, The First Hospital of Jilin University, 2Key Laboratory of Tissue Repair, Reconstruction and Regeneration of Jilin Province, 3International Medical Department, Geriatric Medical Center, The First Hospital of Jilin University, 4Institute of Translational Medicine, The First Hospital of Jilin University

本文内容

摘要

本方案介绍了一种与显微镜兼容的磁性纳米驱动平台，该平台整合了荧光超顺磁性纳米颗粒、校准的电磁铁以及实时共聚焦成像技术，可对施万细胞进行远程可控刺激，并动态监测其机械感应反应。

摘要

机械力在调控细胞行为中起着关键作用，然而现有的许多机械刺激方法依赖于直接物理接触或人工构建的细胞外环境，从而限制了其在动态活细胞研究中的灵活性。本文介绍了一种用于远程、非接触式且可调控的施万细胞力刺激的磁性纳米驱动平台。 体外该集成系统能够在同一实验过程中实现远程磁刺激与同步的活细胞成像。本文描述了荧光超顺磁性纳米颗粒（SPIONs）的制备，可选的靶向肌动蛋白的功能化SPIONs（f-SPIONs）的制备，显微镜兼容型电磁刺激装置的构建与校准，单颗粒及单细胞水平磁力的估算，以及磁驱动与实时共聚焦成像的整合。施万细胞是高度机械敏感性的胶质细胞，在周围神经的发育、维持和修复中发挥关键作用。实时监测其对机械刺激的响应对于理解机械力如何影响细胞骨架组织和细胞行为至关重要。该平台为研究施万细胞的力学生物学提供了可重复的工作流程，并可适用于其他机械响应性细胞类型及多细胞系统。

引言

机械信号调控多种细胞过程，包括黏附、迁移、增殖、分化以及表型可塑性1,2,3。机械生物学研究表明，神经元和胶质细胞在发育过程中均表现出显著的机械敏感性和响应性4,5,6,7。为了研究细胞如何感知和响应力学刺激，已发展出多种实验方法，包括原子力显微镜（AFM）、微吸管抽吸、光镊、基于拉伸的培养系统以及微流控平台8,9,10,11,12。这些技术极大地推动了力传导研究的发展。然而，许多方法需要与细胞直接物理接触，或依赖于预先设定的人工力学环境，因而较难实现远程、动态可控且兼容成像的刺激。

磁性纳米颗粒介导的力传递为远程力学刺激提供了一种替代策略13,14,15,16,17,18。由于大多数生物组织的磁化率较低，外加磁场可在无直接接触的情况下穿透生物样本，并选择性地作用于递送至细胞或组织内的磁响应性颗粒。在磁场梯度存在时，这些颗粒会受到定向力的作用，可用于在亚细胞、细胞或组织水平施加机械扰动8,9。该方法具有非接触性、可调节性、与活体成像兼容等优势，并有望拓展至更复杂的生物系统。

施万细胞是具有高度机械敏感性的胶质细胞19,20，在周围神经的发育、维持和修复过程中发挥关键作用21,22。 对施万细胞在物理刺激下反应进行动态观察，有助于理解力学信号如何调控细胞骨架的组织结构和细胞行为。然而，许多传统的施加力系统难以与实时高分辨率显微镜技术兼容。为克服这一局限，我们开发了一种磁性纳米驱动平台，该平台结合了靶向肌动蛋白细胞骨架的荧光磁性超顺磁性纳米颗粒（f-SPIONs）、一种可兼容共聚焦显微镜载物台的定制电磁装置，以及用于力估算的定量分析框架。该集成系统可在同一实验过程中实现远程磁刺激与同步的活细胞成像。

本文所述的工作流程包括荧光磁性超粒子（SPIONs）的制备、可选的基于鬼笔环肽的肌动蛋白靶向功能化以生成f-SPIONs、纳米颗粒表征、电磁装置的构建与磁场校准、磁力估算，以及结合实时共聚焦成像的磁刺激实验。尽管本方案在此针对施万细胞进行了优化，该平台仍可为其他力学响应性生命系统相关研究提供实用的框架。

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方案

本方案中描述的实验使用了一种已建立的大鼠许旺细胞系（RSC96），未涉及人类受试者或活体动物。本研究是包含动物实验的一项更广泛研究项目的一部分，已获得吉林大学第一医院动物福利与伦理委员会批准（批准号：2022-0045）。

1. 荧光磁性超粒子的制备

  1. 合成油酸包覆的 Fe₃O₄ 纳米颗粒。
    ​注：油酸包覆的 Fe₃O₄ 纳米颗粒通过热分解法合成，方法如先前所述20,23。
    1. 在反应瓶中加入 2 mmol 的 Fe(acac)₃、6 mmol 油酸、6 mmol 油胺和 5 mmol 的 1,2-十六烷二醇至 20 mL 苄醚中。
    2. 在氮气氛围下搅拌混合物 15 分钟，直至获得均一的前驱体溶液。
    3. 以 20 °C/min 的速率将混合物加热至 200 °C。
    4. 在 200 °C 下维持反应 30 分钟。
    5. 将温度升至 265 °C，并回流混合物 30 分钟。
    6. 让反应混合物自然冷却至室温。
    7. 通过磁分离收集 Fe₃O₄ 纳米颗粒。
    8. 用乙醇洗涤纳米颗粒 3 次。
    9. 将纯化的纳米颗粒重新分散于甲苯中。
  2. 组装 Fe₃O₄·Cy3.5 超粒子。
    ​注：Fe₃O₄·Cy3.5 超粒子的制备方法如先前所述20,24,25。
    1. 在 50 mL 三颈圆底烧瓶中，将 28 mg 油酸包覆的 Fe₃O₄ 纳米颗粒分散于 4 mL 甲苯中。
    2. 制备水相溶液，其中含 12.5 mg 十二烷基硫酸钠和 3 mg 花菁 3.5（Cy 3.5），溶于 12.5 mL 水中。
    3. 将甲苯中的 Fe₃O₄ 纳米颗粒悬浮液（28 mg 溶于 4 mL，浓度为 7 mg/mL）与水相表面活性剂/染料溶液混合，形成水包油微乳液。
    4. 充分混合，直至形成稳定的乳液。
    5. 将三颈圆底烧瓶加热至 60 °C，并在 300 rpm 条件下持续搅拌 6 小时。
      注：无需减压或旋转蒸发步骤。
    6. 在上述条件下蒸发甲苯，诱导 Fe₃O₄ 纳米颗粒聚集。使用一次性移液管取少量溶液转移至试管中并静置。若无相分离现象，则表明甲苯已完全去除。
    7. 将 Fe₃O₄·Cy3.5 超粒子悬浮液转移至 15 mL 离心管中，在室温下以 2,370 × g 离心 5 分钟以收集超粒子，小心弃去上清液，避免扰动沉淀。
    8. 将沉淀重新分散于超纯去离子水中，并在室温下以 2,370 × g 再次离心 5 分钟。弃去上清液，并重复洗涤三次，以去除残留的游离 Cy3.5 染料和十二烷基硫酸钠。
  3. 用聚多巴胺（PDA）包覆超粒子。
    ​注：聚多巴胺包覆的超粒子制备方法如先前所述20,26。
    1. 在室温下以 2,370 × g 离心 Fe₃O₄·Cy3.5 超粒子悬浮液 5 分钟，弃去上清液。
    2. 将沉淀重新分散于 10 mM Tris 缓冲液（pH 8.5）中。
    3. 向悬浮液中加入 26 mg 多巴胺单体。
    4. 在碱性条件下于室温搅拌混合物 3 小时。
    5. 在室温下以 2,370 × g 离心悬浮液 5 分钟。
    6. 去除上清液，并将沉淀重新分散于超纯水中，得到 Fe₃O₄·Cy3.5@PDA 粒子（SPIONs）。
  4. 可选地用鬼笔环肽-Alexa Fluor 350 对粒子进行功能化修饰。
    ​注：超粒子通过市售的鬼笔环肽-Alexa Fluor 350 进行表面功能化修饰20。
    1. 制备含有 100 单位鬼笔环肽-Alexa Fluor 350 的 5 mL 水溶液。
    2. 向该溶液中加入含 2 mg 粒子的 200 µL Fe₃O₄·Cy3.5@PDA 悬浮液。
    3. 在室温下轻轻搅拌混合物 24 小时。
    4. 在室温下以 2,370 × g 离心混合物 5 分钟。
    5. 弃去上清液，并将沉淀重新分散于去离子水中。
    6. 将最终的 Fe₃O₄·Cy3.5@PDA@鬼笔环肽（f-SPIONs）制剂避光保存，直至使用。

2. 纳米颗粒的表征

  1. 确定形貌与尺寸。
    1. 根据仪器要求，制备用于透射电子显微镜（TEM）或高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）分析的纳米颗粒样品。
    2. 获取图像以确定颗粒的整体形貌、核壳结构及平均直径（图1）。
    3. 制备用于动态光散射（DLS）分析的水相纳米颗粒悬浮液。
    4. 测量水动力学直径及多分散系数（PDI）。
    5. 比较电子显微镜与DLS结果，评估制剂的均一性及胶体行为。
  2. 测定磁学性质。
    1. 制备适用于超导量子干涉仪（SQUID）分析的干燥或浓缩纳米颗粒样品。
    2. 在300 K条件下记录磁滞回线。
    3. 确定饱和磁化强度、剩磁及矫顽力。
    4. 确认颗粒表现出超顺磁性行为，即剩磁与矫顽力可忽略不计。
  3. 测定荧光性质。
    1. 将f-SPION悬浮于超纯去离子水中，并将悬浮液转移至石英比色皿中。
    2. 使用荧光分光光度计记录光致发光光谱。
    3. 确认在洗涤并重新悬浮后，荧光信号仍可被检测到。
  4. 使用靶向制剂时，验证其在肌动蛋白相关区域的定位。
    1. 获取RSC96细胞。
      ​注：本研究中使用的RSC96细胞系是一种通过长期培养原代大鼠施万细胞自发转化获得的大鼠施万细胞系，购自中国科学院细胞库（中国上海，CSTR: 19375.09.3101RATGNR6），经检测无支原体和真菌污染。实验使用第3至第10代细胞。
    2. 将细胞培养于添加10%胎牛血清（FBS）和1%青霉素-链霉素溶液（100 U/mL青霉素和100 µg/mL链霉素）的杜尔贝科改良伊格尔培养基（DMEM）中。
    3. 以每35 mm细胞培养显微镜皿1 × 105个细胞的密度接种RSC96细胞，并在含5% CO₂的湿润环境中于37 °C培养24小时，以促进细胞贴壁。
    4. 吸除原有培养基，用磷酸盐缓冲液（PBS）洗涤细胞两次，然后加入含有15 µg/mL f-SPIONs的完全培养基，将细胞与f-SPIONs共孵育12小时。
    5. 吸除培养基，用含1 mM去铁胺的冰冻PBS洗涤细胞两次，以彻底去除未被内化的颗粒。
    6. 采集共聚焦图像以评估颗粒在细胞内的分布情况。设定成像参数为1个艾里单位（AU）针孔和0.43 µm的z轴步进，以获得细胞内结构的高分辨率光学切片。
    7. 检查颗粒是否在肌动蛋白相关的细胞区域富集。

3. 电磁刺激装置的构建与校准（图2）

  1. 组装电磁装置。
    1. 构建一个紧凑型电磁线圈系统，其尺寸适合共聚焦显微镜载物台和活细胞培养腔 (图2A,B).
    2. 将线圈连接至可调电源或外部电流源。
    3. 使用 COMSOL Multiphysics 4.3b 对梯度磁场环境进行数值模拟图2C,D).
    4. 确认电磁铁在不同输入电流下产生相应的梯度磁场（GMF）图 2G).
  2. 测量磁通密度并校准梯度磁场。
    1. 将电磁铁置于培养皿旁，磁极尖端朝向培养皿中心，并距离培养皿外壁1 mm处（图2E,F).
    2. 在后续所有活细胞磁力刺激和成像实验中，保持电磁铁与培养皿之间的相对几何构型不变。
    3. 使用数字高斯计，以培养皿底部的定位网格作为空间参考，在刺激区域内的预定义位置测量磁通密度。
    4. 根据磁通密度的空间变化计算局部场强梯度。
    5. 使用实验测得并计算的磁场梯度值，对数值模拟的磁场梯度进行校准和验证。

4. 平台递送磁力的估算。

  1. 定义力估算模型。
    1. 使用磁性纳米颗粒在非均匀磁场中的受力方程27,28：
      磁力方程 F=(m·∇)B，物理学研究中的公式表示。
    2. 在假设超顺磁性颗粒与外加磁场完全对齐的前提下，将方程简化为
      用于计算SPION动力学的磁力方程示意图，显示 \( F_{f-SPION} = m \frac{dB}{dr} \)。
      其中：
      F 为纳米磁力
      m 为磁偶极矩
      磁场散度符号 ∇·B=0，用于磁场理论的方程图示。 为磁场梯度
      dB/dr 为相应磁场发生装置产生的磁场梯度（T/m）。
    3. 在所有计算中使用经校准设备测得的磁场梯度。
  2. 估算作用于单个纳米颗粒上的力。
    1. 根据高分辨透射电子显微镜（HRTEM）图像确定颗粒的平均尺寸。
    2. 假设磁性核心为球形几何结构，计算其体积。
    3. 根据核心的磁性组分，估算Fe₃O₄的磁性体积。
    4. 根据以下公式计算磁偶极矩：质量计算公式，m=ρ·V·Mm，方程。
      其中：
      Mm 表示f-SPIONs在给定磁场强度下的质量磁化强度（16 A·m2/kg）；
      ρ 为Fe₃O₄的密度（5.24 g/cm3）；
      V 为每个f-SPION中Fe₃O₄磁性核心的体积（5.89 × 10⁻17 cm3）。
    5. 将磁偶极矩乘以实测磁场梯度，以估算作用于单个纳米颗粒上的力（静态摩擦SPIONs；公式 \(F_{f-SPION}\)；磁性纳米颗粒受力分析中的概念。）。
  3. 估算每个雪旺细胞的纳米颗粒摄取量。
    1. 将RSC96雪旺细胞以每孔5 × 105个细胞的密度接种于35 mm细胞培养显微镜皿中。
    2. 在标准培养条件下孵育24小时。
    3. 更换为含有15 µg/mL f-SPIONs的新鲜培养基。
    4. 继续孵育12小时。
    5. 用含1 mM去铁胺的冰冻磷酸盐缓冲液（PBS）洗涤细胞两次。
    6. 收集细胞并计数。
    7. 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定细胞内铁含量。
    8. 通过将每个细胞的平均铁质量除以每个颗粒的铁质量，计算每个细胞内化的颗粒数量 静态平衡公式，ΣFx=0，示意图，教育性物理方法，受力分析概念。。
  4. 估算传递至单个雪旺细胞的力。
    1. 根据以下公式计算细胞水平的受力：
      描述SPIONs与细胞相互作用中磁力的方程示意图。
      其中：
      静态摩擦SPIONs；公式 \(F_{f-SPION}\)；磁性纳米颗粒受力分析中的概念。 为作用于单个f-SPION上的磁力。
      纳米颗粒定量公式；n^f-SPIONs_cell；用于生物医学细胞追踪研究。 为每个细胞内化的f-SPIONs数量。
      Fcell 为作用于单个细胞上的磁力。
    2. 将所得数值报告为传递至单个雪旺细胞的估算磁力（Fcell）。
    3. 明确指出该数值为基于模型的估算值，而非直接的细胞内力测量结果。

5. 将磁刺激与实时共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）成像相结合

  1. 用磁性纳米颗粒负载施万细胞。
    1. 将施万细胞接种于适用于成像的 ibidi 培养皿或微流控培养腔室中。
    2. 让细胞贴壁并恢复生长。
    3. 将原有培养基更换为含有 15 µg/mL f-SPIONs 的新鲜培养基。
    4. 孵育细胞 12 小时，以完成 f-SPIONs 的加载。
    5. 在继续下一步操作前检查细胞形态。
  2. 去除未被内化的颗粒。
    1. 移除含有纳米颗粒的培养基。
    2. 用含有 1 mM 去铁胺的 PBS 洗涤细胞两次。
    3. 将洗涤液更换为适用于成像的活细胞培养基。
    4. 在成像前确认细胞外颗粒背景信号较低。
  3. 将电磁铁装置与共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）成像系统整合。
    1. 将电磁铁与活细胞培养腔室组装，并将电磁铁置于预校准的位置。
    2. 将组装好的活细胞培养腔室放置在共聚焦显微镜的载物台上（图3）。确认培养皿位于有效刺激区域之内（图3A）。
    3. 根据预设参数启动电磁铁，并确认培养皿区域内存在有效的梯度磁场暴露（图3B）。
    4. 确认物镜能够无干扰地到达焦平面。
    5. 确认该装置不会阻碍物镜定位或载物台移动。
    6. 考虑到电磁铁运行过程中产生的热量，根据预先确定的最佳培养条件调整活细胞腔室组件的温度设置，以确保内部环境维持在 37 °C 和 5% CO₂（图3C）。
    7. 确认整个系统运行正常且稳定。
  4. 活细胞中功能性 Ca2⁺ 成像。
    1. 将细胞在含有 3 µM Fluo-4 AM 和 0.1% Pluronic F-127 的 Krebs–Ringer 溶液（pH 7.4）中于 37 °C 孵育 30 分钟。
    2. 孵育后，用 PBS 洗涤两次，并将样品转移至 CLSM 系统的活细胞成像平台进行成像（图4A）。
    3. 利用 ibidi 培养皿底部的定位网格，对五个预定义位置进行成像。
    4. 将每个成像视野均等地划分为 25 个区域，并根据各区域内实际细胞密度，从每个区域中选择 0–3 个细胞进行荧光强度定量。
    5. 将单个细胞的完整轮廓定义为感兴趣区域（ROI），通过分析 ROI 内荧光强度的变化（ΔF）来监测磁力诱导的钙响应。
    6. 将荧光强度变化计算为 ΔF = (Fstim - F0)。若刺激前后荧光强度的相对变化（ΔF/F0）超过 10%，则视为一次钙响应事件。
      ​注：Funstim 表示磁力刺激前的荧光强度，F0 表示基线荧光强度，Fstim 表示磁力刺激后诱发的荧光强度。
    7. 为进行背景校正，从每个 ROI 的荧光强度值中减去在无细胞区域测得的平均背景荧光强度。
    8. 进行三次独立实验，每次实验包含一个培养皿。
  5. 进行延时成像并在成像过程中施加磁刺激。
    1. 设置延时成像参数如下：每帧采集间隔为 2.1 秒，总采集时长为 650 秒，使用 1 AU 进行标准高分辨率光学切片成像。
    2. 在细胞成像过程中，先持续采集 50 秒图像而不通电流，以记录无磁力刺激下的细胞内钙荧光强度（Funstim）（图2H 和 图4B）。
    3. 将前 50 秒记录的荧光强度归一化，并定义为基线荧光强度（F0）。
    4. 随后，向电磁铁施加 3.0 A 的恒定电流，使负载磁性纳米颗粒的施万细胞暴露于 3.25 T/m 的梯度磁场中，从而接受磁力刺激。继续延时成像 10 分钟，以记录磁力刺激期间的细胞内钙荧光强度（Fstim）（图2H 和 图4C）。
    5. 定量计算荧光强度变化 ΔF/F0（图4D、E）。
  6. 进行统计分析并处理 Ca2⁺ 荧光数据。
    1. 对每个细胞，计算其在分析时间序列中的中位 ΔF/F₀ 值，并将该值作为该细胞水平的 Ca2⁺ 响应指标。
    2. 每种实验条件进行三次独立实验，每次实验每种条件使用一个培养皿。将三次独立实验中分析的所有细胞数据合并用于描述性展示，并以 n 表示每组中分析的细胞总数。
    3. 使用 Kolmogorov-Smirnov 检验评估细胞水平 ΔF/F₀ 数据的正态性。
    4. 由于 Ca2⁺ 荧光响应数据呈非正态分布，因此以中位数和四分位距（IQR）表示数据。
    5. 采用非参数 Friedman 检验分析组间差异，随后进行 Wilcoxon 符号秩检验进行两两比较，方法如先前报道。
    6. 以 P < 0.05 为差异具有统计学意义的标准。

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结果

高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）显示，经表面修饰后，最终的纳米颗粒制剂具有聚集的磁性核心和外层壳结构（图1）。最终的f-SPIONs平均总直径为63.36 ± 16.65 nm，其中富含Fe₃O₄的磁性核心直径约为56.60 ± 6.19 nm，外层壳由聚多巴胺和鬼笔环肽-Alexa Fluor 350组成，平均厚度约为5.79 ± 1.36 nm。这些结果证实了成功构建了一种适用于磁驱动和基于荧光成像的超粒子结构。

磁滞回线分析表明，这些颗粒表现出显著的超顺磁性行为，具有可忽略的剩磁和矫顽力。在施加10,000 Oe（1.0 T）的磁场下，其饱和磁化强度达到约35 A·m2/kg（图5）。在无磁场梯度的情况下，f-SPIONs在水相介质中表现出良好的分散性（图6A）。当暴露于梯度磁场时，f-SPIONs表现出灵敏的磁响应性（图6B

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讨论

氧化铁纳米颗粒被广泛认为是具有优良生物相容性的磁性纳米材料。作为广泛应用的磁共振成像对比剂，超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒已在临床影像诊断中得到广泛应用29,30。在我们课题组最近的研究中20，f-SPIONs被证实具有极低的细胞毒性及优异的生物安全性。该纳米磁力驱动平台以f-SPIONs作为机械致动器，并结合可控电磁体构建而成，可有效激活雪旺细胞的细胞骨架动态变化，诱导机械敏感型Piezo1离子通道开放，触发跨膜Ca2⁺内流，进而促进细胞内的基因表达“重编程”及表型转变20。

成功实施该平台有几个关键步骤。第一个关键步骤是纳米颗粒的制备。颗粒在合成及表面修饰后必须保持良好的分散性、磁响应性以及光学可检测性。任何阶段的聚集都会降低细胞摄取的一致性，改变有效磁性，并影响活细胞成像的质量。

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披露

作者声明不存在竞争性财务利益。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：82571677 和 82001304，负责人：Y.W.）、吉林省医疗卫生领域人才专项计划（项目编号：JLSRCZX2025-134，负责人：Y.W.）以及吉林大学白求恩计划项目（项目编号：2024B19，负责人：Y.W.）的支持。作者感谢吉林大学化学学院（超分子结构与材料国家重点实验室）和中国科学院长春应用化学研究所，在纳米材料的设计、合成与表征方面提供的协助。作者同时感谢吉林大学第一医院转化医学研究院在共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）成像方面提供的帮助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
1,2-十六烷二醇Sigma-Aldrich213748技术级，90%；用于热分解合成
35 mm ibidi µ-培养皿ibidi80156用于施万细胞培养与成像
苄基醚Sigma-Aldrich10801498%；用于铁的溶剂3O4 纳米颗粒合成
共聚焦激光扫描显微镜尼康AXR（Ti2-E）用于活细胞和荧光成像 
定制电磁铁定制构建N/A用于体外梯度磁场生成的紧凑型单极电磁铁 
Cyanine3.5 羧酸Duofluor 公司D10128用于铁检测的荧光染料3O4·Cy3.5 超粒子组装；分子量 593.20；储存于 -20 °C，避光 
甲磺酸去铁胺盐Sigma-AldrichD9533用于去除未内化及膜结合铁的铁螯合剂
数字高斯计宽场磁性WT103用于测量磁通密度并校准自制电磁铁产生的梯度磁场
盐酸多巴胺Sigma-AldrichH8502≥98%（薄层色谱）；用于聚多巴胺包覆
动态光散射仪马尔文仪器公司Zetasizer Nano-ZS用于流体动力学直径和PDI测定 
Fluo-4 AM Invitrogen，Thermo Fisher ScientificF14201活细胞钙离子成像用钙指示剂2+ 成像
荧光分光光度计岛津RF-6000用于光致发光表征 
高分辨率透射电子显微镜JEOLJEM-F200用于纳米颗粒形貌和核心的高分辨率透射电子显微成像–壳层结构 
电感耦合等离子体原子发射光谱仪PerkinElmerOptima 3300 DV用于细胞内铁含量定量
乙酰丙酮铁(III)，Fe(acac)3Sigma-AldrichF30097%；铁的前体3O4 纳米颗粒合成
活细胞培养箱（置于显微镜载物台上的培养装置）TOKAI HITTENP&CO2用于磁刺激期间的活细胞共聚焦成像 
油酸Sigma-AldrichO1008≥99%（气相色谱）；Fe的表面配体3O4 纳米颗粒合成
OleylamineSigma-AldrichO7805技术级，70%；纳米颗粒合成配体
鬼笔环肽–Alexa Fluor 350Invitrogen，Thermo Fisher ScientificA22281可选的肌动蛋白靶向功能化试剂 
Pluronic F-127 Invitrogen，Thermo Fisher ScientificP3000MP用于促进活细胞Fluo-4 AM的负载2+ 成像
可编程直流稳压电源潼门eTM-L605SPL（60 V，5 A）用于为定制电磁铁供电，以产生体外梯度磁场
RSC96 雪旺细胞中国科学院细胞库N/A大鼠来源的施万细胞系 
十二烷基硫酸钠（SDS）Sigma-Aldrich436143ACS试剂， ≥99.0%；用于水包油型微乳液的表面活性剂
SQUID磁强计Quantum Design Inc.MPMS-XL用于在 300 K 下测量磁滞回线 
甲苯Sigma-Aldrich244511无水，99.8%；用于超粒子组装的溶剂
透射电子显微镜FEIEP 5018/40，Tecnai Spirit Biotwin用于细胞和神经组织超微结构的观察 

参考文献

  1. Cheng B, et al. Mechanobiology across timescales. Nat Rev Phys. 2025;7:621-44.
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