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细胞标记和超顺磁性氧化铁纳米粒子靶向
细胞标记和超顺磁性氧化铁纳米粒子靶向
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JoVE Journal Bioengineering
Cell Labeling and Targeting with Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles

细胞标记和超顺磁性氧化铁纳米粒子靶向

Full Text
12,660 Views
08:26 min
October 19, 2015

DOI: 10.3791/53099-v

Brandon J. Tefft1, Susheil Uthamaraj2, J. Jonathan Harburn3, Martin Klabusay4, Dan Dragomir-Daescu2,5, Gurpreet S. Sandhu1

1Division of Cardiovascular Diseases,Mayo Clinic, 2Division of Engineering,Mayo Clinic, 3School of Medicine, Pharmacy and Health,Durham University, 4Regional Center for Applied Molecular Oncology,Masaryk Memorial Cancer Institute, 5Mayo Clinic College of Medicine, Mayo Clinic

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

靶向细胞递送可用于各种生物医学应用。 该协议的目标是使用超顺磁性氧化铁纳米颗粒 (SPION) 来标记细胞,从而启用磁性细胞靶向方法,以实现对细胞递送和定位的高度控制。

该程序的总体目标是合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒,并使用这些颗粒标记细胞以进行磁性靶向和分选应用。这是通过首先合成 10 纳米直径的磁铁矿纳米颗粒来实现的。第二步是用 50 纳米厚的聚乳酸乙二醇钴或 PLGA 外壳涂覆磁铁矿纳米颗粒。

接下来,磁性纳米颗粒被洗涤和冷冻干燥。最后一步是用磁性纳米颗粒标记细胞,用于细胞靶向和分选应用。最终,荧光显微镜用于显示磁场中磁性纳米颗粒标记细胞的靶向性。

与抗体介导的细胞靶向等现有方法相比,该技术的主要优点是磁性细胞靶向具有高度特异性和可控性。这项技术的影响延伸到各种医疗条件的治疗,因为治疗细胞可以被输送到目标部位,而脱靶部位则被保留下来。一般来说,刚接触这种方法的人会很挣扎,因为需要仔细关注细节才能获得纯净和高质量的纳米颗粒。

我们希望改善体内活细胞的靶向和定位。首先使用dressel瓶对500毫升去离子水进行脱气,轻轻鼓泡氮气30分钟。要设置反应装置,请将一个 500 毫升的三颈圆底烧瓶放入 ISO 套式加热器中。

接下来,用橡胶隔膜盖住一侧颈部,并在另一侧安装回流冷凝器。连续让冷水流过冷凝器,为反应建立惰性气氛。首先,用连接到氮气管路的针头刺穿培养瓶橡胶隔膜。

然后用连接到起泡器的针刺穿冷凝器隔膜,以观察气体流出。接下来,使用桨式适配器将刀片踏板安装到中心颈部。为了保持反应混合物的持续搅拌,请将叶片轴连接到安装在支架上的顶部搅拌器上。

用氮气吹扫培养瓶,让氮气以较低但可检测的速率流入培养瓶。然后取下回流冷凝器,加入 1 克铁、三氯化物、612.5 毫克铁、两氯化物四和 50 毫升脱气水。更换冷凝器,以 1000 RPM 的速度搅拌反应,同时加热至 50 摄氏度。

这将产生 10 纳米直径的磁铁矿颗粒。一旦反应达到 50 摄氏度,使用注射器通过烧瓶隔膜注入 10 毫升 28% 氢氧化铵。随着磁铁矿沉淀,溶液应变为黑色。

拆下橡胶隔膜和气体管线,将反应加热至 90 摄氏度。然后在烧瓶中加入 1 毫升油酸,以包被纳米颗粒并形成磁铁矿凝胶。接下来,更换隔垫和烧瓶上的气体管线,并取下冷凝器。

关火,以 500 RPM 的转速搅拌反应 2 小时。搅拌后,倒出多余的液体,同时用强磁铁将纳米颗粒保持在烧瓶底部。要开始纯化,首先将磁铁矿凝胶溶解在 40 毫升己烷中。

将此溶液缓慢倒入装有 40 毫升脱气水的分离漏斗中,然后轻轻旋转漏斗 5 分钟。涡流倒出下层水馏分后,以类似的方式用脱气水再洗涤磁铁矿溶液两次。接下来,将磁铁矿溶液转移到锥形瓶中。

加入几把相当于硫酸钠的抹刀并旋转混合物来干燥溶液。然后吸尘。通过一张千分尺滤纸过滤混合物。

将旋转蒸发器的水浴温度设置为 50 摄氏度,其中 24 摄氏度的水循环通过冷凝器。然后将滤液转移至 50 毫升蒸发瓶中,在真空下以中等转速蒸发己烷 2 小时。在玻璃瓶中,将磁铁矿凝胶收集到六个 40 毫克等分试样的涂层中,并分别对每个等分试样进行洗涤,在塑料烧杯中加入一个等分试样和 40 毫升 PLGA 乙酸乙酯溶液,然后对混合物进行超声处理 10 分钟。

接下来,将 80 毫升 onic F1 27 加入烧杯中,并立即用混合器以高设置乳化 7 分钟。这些纳米颗粒现在是超顺磁性氧化铁纳米颗粒或窥探,用一升去离子水稀释溶液,然后在通风橱中超声处理一小时。然后在溶液旁边放置一个强磁铁,轻轻搅拌溶液以收集磁铁上的间谍。

倒出水溶液,同时将 S 接穗保留在烧杯中。S 接穗用水洗 3 次,每次通奸。在所有六个等分试样都经过包被和洗涤后。

将 S 接穗收集到一个玻璃瓶中。将 spy on 溶液在冻干机中冷冻干燥过夜,为细胞标记做准备。首先,将 pyon 以 40 毫克/毫升的浓度悬浮在 PBS 中,并对其进行超声处理 30 分钟。

接下来,将溶液加入到几乎汇合的细胞培养瓶中,浓度为每毫升细胞培养物 5 μL。中等。摇动培养瓶以均匀分布 Sion。将细胞孵育 16 小时。

在 37 摄氏度。轻轻吸出培养基,然后洗涤细胞两次。使用 PBS,磁性标记的细胞现在可以用于实验。

直径为 10 纳米的磁铁矿纳米颗粒可以通过在 50 摄氏度和 1000 RPM 下搅拌三氯化铁和二氯化铁四水合物的水溶液来一致地制备,透射电子显微镜或 TEM 是确定粒度的首选方法,使用高速乳化剂用 PLGA 涂覆磁铁矿纳米颗粒可重复地产生 PLGA, 直径为 120 纳米的磁铁矿 S 接穗使用扫描电子显微镜或 SEM 来观察这些颗粒。使用 TEM 将血液生长的内皮细胞与 pyon 孵育 16 小时导致纳米颗粒的内吞作用。PLGA 磁铁矿纳米颗粒可以在细胞中可视化,也可以储存在细胞质内体中。

铁进入细胞的负载量足够高,以实现将活细胞磁捕获到铁磁植入式医疗设备中。磁性标记的内皮细胞以比非磁性支架更高的速率被铁磁支架吸引。在尝试此程序时,重要的是要记住彻底清洗所有玻璃器皿和设备,以最大限度地提高纳米颗粒的纯度和安全性。遵循此程序。

可以执行其他方法,如磁性细胞靶向,以回答其他问题,例如哪些药物疗法可以从细胞的特异性和受控递送中受益。这种磁性靶向技术将使各种生物医学应用的聚焦细胞递送的开发成为可能。看完这个视频,你应该对如何合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒,并使用这些颗粒来标记细胞以进行磁性靶向应用有一个很好的了解。

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生物工程 第104 顺磁性 磁性 SPION PLGA 磁铁矿 铁 3 0 4 铁磁流体 可生物降解 ​​采集 传递 整理

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