Name: 细胞标记和超顺磁性氧化铁纳米粒子靶向 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-10-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
Description: 学习合成超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPION）并用其标记细胞，通过PLGA包覆和荧光显微镜实现精准磁靶向与分选。该方法为生物医学研究提供可靠的细胞定位技术。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

作者希望感谢欧洲区域发展基金——FNUSA-ICRC（编号 CZ.1.05/1.1.00/02.0123）、美国心脏协会科学家发展基金（AHA #06-35185N）以及美国国立卫生研究院（NIH #T32HL007111）提供的资助。

1. 磁铁矿凝胶的合成
<ol>
	<li>使用浓盐酸清洗所有玻璃器皿，随后用去离子水冲洗，再用乙醇冲洗。室温下过夜干燥，最好置于干燥烘箱中。 
	警告！盐酸有害——请佩戴个人防护装备并在通风橱中操作；乙醇有害——请佩戴个人防护装备。</li>
	<li>使用 Dreschel 瓶对 500 ml 去离子 H2O₂ 通过轻柔地通入 N₂2 气体处理30分钟。</li>
	<li>在化学通风橱内搭建磁铁矿合成装置。
	<ol>
		<li>将一个500 ml三颈圆底烧瓶置于等温加热套中&#160;用夹子和支架固定中心颈口。</li>
		<li>在圆底烧瓶的一个侧颈中安装橡胶隔垫，另一个侧颈中安装带有橡胶隔垫的回流冷凝管。持续向回流冷凝管中通入冷水。</li>
		<li>用连接氮气的针头刺穿圆底烧瓶的橡胶隔膜2 气体管线并用连接至通向鼓泡器的气体管线的针头刺穿回流冷凝管的橡胶隔垫（即， 烧瓶加水）以观察气体流出情况。</li>
		<li>将桨叶式搅拌桨通过搅拌桨适配器安装至圆底烧瓶的中心颈口，再将桨叶搅拌桨的轴与固定在支架上的顶置式搅拌器相连。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>用 N₂ 吹扫圆底烧瓶2 气体并保留 N2 以低但可检测的流速流动的气体。</li>
	<li>从圆底烧瓶上取下回流冷凝管，加入 1.000 g 氯化铁(III)、0.6125 g 四水合氯化铁(II) 和 50 ml 去除氧气的 H2O. 
	警告！氯化铁(III) 和四水合氯化铁(II)&#160;有害——请佩戴个人防护装备。</li>
	<li>更换回流冷凝器，并在加热至 50 °C 的同时以 1,000 rpm 的速度搅拌。在此条件下搅拌可生成直径为 10 nm 的磁铁矿纳米颗粒。</li>
	<li>温度达到 50 °C 后，继续搅拌，通过圆底烧瓶的橡胶隔膜注入 10 ml 28% 氨水溶液。 
	警告！氢氧化铵有害——请佩戴个人防护装备。 
	注意：使用氢氧化铵溶液沉淀四氧化三铁，溶液应变为黑色。</li>
	<li>移除橡胶隔垫和N2 从圆底烧瓶的气体导管处加热至90 °C，以蒸除氨气，同时继续搅拌。 
	注意：维持N的流动是可选的2 通过刺穿回流冷凝器的橡胶隔垫将物质注入圆底烧瓶，然而在此步骤中，磁铁矿氧化为磁赤铁矿的程度可忽略不计。</li>
	<li>当温度达到 90 °C 时，在持续搅拌下向圆底烧瓶中加入 1 ml 油酸。油酸用于包覆四氧化三铁纳米颗粒，形成四氧化三铁凝胶。 
	注意！油酸有害——请佩戴个人防护装备。</li>
	<li>更换橡胶隔垫和 N2 将气体导管连接至圆底烧瓶，并移除回流冷凝器。</li>
	<li>关闭热源，以500 rpm转速搅拌2小时。</li>
	<li>将圆底烧瓶从等温加热套中取出，同时用强磁铁紧贴烧瓶底部以保留磁铁矿凝胶，倾倒出剩余液体。 
	注意！请极度小心地操作强磁铁，以避免造成损坏或受伤。</li>
	<li>让磁性凝胶在室温下过夜风干（可选）。</li>
</ol>
2. 磁铁矿凝胶的纯化
<ol>
	<li>向圆底烧瓶中加入 40 ml 己烷以溶解磁铁矿凝胶 
	注意！己烷有害——请佩戴个人防护装备，并在通风橱内操作。</li>
	<li>使用分液漏斗，加入 40 ml 脱气 H2O，以去除磁铁矿溶液中的残留 H2O。
	<ol>
		<li>缓慢将磁铁矿溶液倒入分液漏斗中的 H2O 上，轻轻摇动两相液体 5 分钟。</li>
		<li>排出并弃去下层水相部分。</li>
		<li>缓慢向分液漏斗中加入 40 ml 脱气 H2O，使其沉于磁铁矿溶液下方，然后如前轻轻摇动并排液。</li>
		<li>重复操作，进行第三次洗涤。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将磁铁矿溶液转移至锥形瓶中，加入数勺无水硫酸钠，并轻轻摇动，以去除磁铁矿溶液中任何残留的 H2O。</li>
	<li>将磁铁矿溶液通过装有 1 µm 滤纸的漏斗过滤，以去除硫酸钠和残留 H2O。 
	注意：建议使用真空辅助过滤。</li>
	<li>将磁铁矿溶液转移至 50 ml&#160;蒸发&#160;瓶中，使用旋转蒸发仪在以下条件下蒸发己烷 2 小时：中等旋转速度、施加真空、蒸发&#160;瓶置于 50 °C 水浴中，冷凝器内循环水温为 24 °C。 
	注意：可选择在 PLGA 涂层&#160;前储存磁铁矿凝胶。</li>
</ol>
3. 用PLGA壳包覆四氧化三铁纳米颗粒
<ol>
	<li>将3.60 g PLGA（75/25混合物）溶于240 ml乙酸乙酯中，配制成1.5%（m/v）的溶液。注意：乙酸乙酯有害——请佩戴个人防护装备，并在通风橱中操作。</li>
	<li>使用磁力搅拌器将25.00 g Pluronic F-127溶于500 ml脱气H2O中，配制成5.0%（m/v）的溶液。 
	注：Pluronic F-127是一种非离子型两亲性嵌段共聚物，可作为生物相容性表面活性剂。它有助于在步骤3.3.2中稳定油包水乳液。</li>
	<li>使用微型刮勺将磁铁矿凝胶分装至六个已称重的玻璃小瓶中，每份0.040 g。对每份样品分别进行以下包衣和洗涤操作。 
	注：分装成小份是为了确保操作高效及磁性倾析顺利进行，从而在步骤4冷冻干燥前最大限度提高纯度和产率，并减少降解。
	<ol>
		<li>将一份0.040 g磁铁矿凝胶和40 ml PLGA溶液加入一个塑料烧杯中，在超声清洗仪中超声处理10分钟。</li>
		<li>向塑料烧杯中加入80 ml Pluronic溶液，并立即在最高转速下用实验室搅拌器乳化7分钟，使PLGA在磁铁矿纳米颗粒表面形成油包水乳液包衣。</li>
		<li>立即将SPION溶液稀释于1 L去离子H2O中，并在化学通风橱中超声处理1小时，以蒸发乙酸乙酯。</li>
		<li>将强磁铁置于SPION溶液旁，轻轻搅拌，使棕褐色SPION在磁铁处聚集。 
		注：可能需要间歇搅拌数小时，直至溶液变为乳白色，表明大部分SPION已被收集。</li>
		<li>在保留烧杯中SPION的同时，用磁铁固定SPION，倾去上层水相溶液。</li>
		<li>按以下步骤对SPION洗涤三次。
		<ol>
			<li>将SPION悬浮于1 L去离子H2O中。</li>
			<li>对SPION溶液超声处理20分钟。</li>
			<li>将强磁铁置于SPION溶液旁，轻轻搅拌，使棕褐色SPION在磁铁处聚集。可能需要间歇搅拌数小时，直至溶液变澄清，表明大部分SPION已被收集。</li>
			<li>在保留烧杯中SPION的同时，用磁铁固定SPION，倾去上层水相溶液。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将由六份磁铁矿凝胶样品合成的SPION收集至一个已称重的玻璃小瓶中，制成水相悬浮液。必要时可选择通过磁性方式去除多余水分。</li>
</ol>
4. SPIONs的冷冻干燥
<ol>
	<li>将SPION溶液冷冻。</li>
	<li>在冻干机中将SPION溶液过夜冻干。</li>
	<li>称量冻干后的SPION。冻干SPION可保存于-20 °C，直至用于细胞标记。 
	注意：在-20 °C保存可显著降低降解速率，延长保存期限。</li>
</ol>
5. 使用SPION标记细胞
<ol>
	<li>将一份 SPION 悬浮于磷酸盐缓冲液（PBS）中，浓度为 40 mg/ml，超声处理 30 分钟。</li>
	<li>将 SPION 溶液以每毫升细胞培养基 5 µl 的浓度加入接近汇合的细胞培养瓶中。通过轻轻摇动培养瓶以确保分布均匀。</li>
	<li>在 37 °C 下孵育细胞 16 小时。</li>
	<li>轻柔吸除培养基，并用 PBS 洗涤细胞两次。</li>
	<li>收集磁标记的细胞，并用于实验。</li>
	<li>未使用的 SPION 溶液可在 4 °C 下保存，应在数月内使用完毕。每次使用前需超声处理 30 分钟。</li>
</ol>

<ol><li>Burgess, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+delivery+of+neural+stem+cells+to+the+brain+using+MRI-guided+focused+ultrasound+to+disrupt+the+blood-brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Targeted delivery of neural stem cells to the brain using MRI-guided focused ultrasound to disrupt the blood-brain barrier.</a> PLoS One. 6 (11), e27877(2011).</li>
<li>Nguyen, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesenchymal+Stem+Cells+as+Targeted+Cell+Vehicles+to+Deliver+Drug-loaded+Nanoparticles+for+Cancer+Therapy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanomed+Nanotechol%22%5BJournal%5D)">Mesenchymal Stem Cells as Targeted Cell Vehicles to Deliver Drug-loaded Nanoparticles for Cancer Therapy.</a> J Nanomed Nanotechol. 4 (1), e128(2013).</li>
<li>Kean, T. J., Lin, P., Caplan, A. I., Dennis, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MSCs%3A+Delivery+Routes+and+Engraftment%2C+Cell-Targeting+Strategies%2C+and+Immune+Modulation%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Int%22%5BJournal%5D)">MSCs: Delivery Routes and Engraftment, Cell-Targeting Strategies, and Immune Modulation.</a> Stem Cells Int. , 732742(2013).</li>
<li>Suzuki, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+cell+delivery+into+infarcted+rat+hearts+by+retrograde+intracoronary+infusion%3A+distribution%2C+dynamics%2C+and+influence+on+cardiac+function%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Targeted cell delivery into infarcted rat hearts by retrograde intracoronary infusion: distribution, dynamics, and influence on cardiac function.</a> Circulation. 110 (11 Suppl 1), II225-II230 (2004).</li>
<li>Garbern, J. C., Lee, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+stem+cell+therapy+and+the+promise+of+heart+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Cardiac stem cell therapy and the promise of heart regeneration.</a> Cell Stem Cell. 12 (6), 689-698 (2013).</li>
<li>Duckers, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+vascular+repair+following+percutaneous+coronary+intervention+by+capture+of+endothelial+progenitor+cells+promotes+regression+of+neointimal+growth+at+long+term+follow-up%3A+final+results+of+the+Healing+II+trial+using+an+endothelial+progenitor+cell+capturing+stent+%28Genous+R+stent%29%5BTitle%5D)+AND+%22EuroIntervention%22%5BJournal%5D)">Accelerated vascular repair following percutaneous coronary intervention by capture of endothelial progenitor cells promotes regression of neointimal growth at long term follow-up: final results of the Healing II trial using an endothelial progenitor cell capturing stent (Genous R stent).</a> EuroIntervention. 3 (3), 350-358 (2007).</li>
<li>Pan, Y., Du, X., Zhao, F., Xu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+nanoparticles+for+the+manipulation+of+proteins+and+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Magnetic nanoparticles for the manipulation of proteins and cells.</a> Chem Soc Rev. 41 (7), 2912-2942 (2012).</li>
<li>Huang, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+magnetic+capture+of+magnetically+loaded+cells+for+spatially+targeted+therapeutics%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Deep magnetic capture of magnetically loaded cells for spatially targeted therapeutics.</a> Biomaterials. 31 (8), 2130-2140 (2010).</li>
<li>Shen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+Magnetic+Intensities+for+Mesenchymal+Stem+Cell+Targeting+Therapy+on+Ischemic+Myocardial+Repair%3A+High+Magnetic+Intensity+Improves+Cell+Retention+but+Has+No+Additional+Functional+Benefit%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Comparison of Magnetic Intensities for Mesenchymal Stem Cell Targeting Therapy on Ischemic Myocardial Repair: High Magnetic Intensity Improves Cell Retention but Has No Additional Functional Benefit.</a> Cell Transplant. , (2014).</li>
<li>Cheng, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+antibody-linked+nanomatchmakers+for+therapeutic+cell+targeting%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Magnetic antibody-linked nanomatchmakers for therapeutic cell targeting.</a> Nat Commun. 5, 4880(2014).</li>
<li>Vandergriff, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+targeting+of+cardiosphere-derived+stem+cells+with+ferumoxytol+nanoparticles+for+treating+rats+with+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Magnetic targeting of cardiosphere-derived stem cells with ferumoxytol nanoparticles for treating rats with myocardial infarction.</a> Biomaterials. 35 (30), 8528-8539 (2014).</li>
<li>Huang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+targeting+enhances+retrograde+cell+retention+in+a+rat+model+of+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell+Res+Ther%22%5BJournal%5D)">Magnetic targeting enhances retrograde cell retention in a rat model of myocardial infarction.</a> Stem Cell Res Ther. 4 (6), 149(2013).</li>
<li>Chaudeurge, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+magnetic+targeting+of+magnetically+labeled+circulating+cells+optimize+intramyocardial+cell+retention%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Can magnetic targeting of magnetically labeled circulating cells optimize intramyocardial cell retention.</a> Cell Transplant. 21 (4), 679-691 (2012).</li>
<li>Cheng, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+targeting+enhances+engraftment+and+functional+benefit+of+iron-labeled+cardiosphere-derived+cells+in+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Circ+Res%22%5BJournal%5D)">Magnetic targeting enhances engraftment and functional benefit of iron-labeled cardiosphere-derived cells in myocardial infarction.</a> Circ Res. 106 (10), 1570-1581 (2010).</li>
<li>Yanai, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focused+magnetic+stem+cell+targeting+to+the+retina+using+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Focused magnetic stem cell targeting to the retina using superparamagnetic iron oxide nanoparticles.</a> Cell Transplant. 21 (6), 1137-1148 (2012).</li>
<li>Ordidge, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coupled+cellular+therapy+and+magnetic+targeting+for+airway+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+Soc+Trans%22%5BJournal%5D)">Coupled cellular therapy and magnetic targeting for airway regeneration.</a> Biochem Soc Trans. 42 (3), 657-661 (2014).</li>
<li>El Haj, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vitro+model+of+mesenchymal+stem+cell+targeting+using+magnetic+particle+labelling%5BTitle%5D)+AND+%22J+Tissue+Eng+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">An in vitro model of mesenchymal stem cell targeting using magnetic particle labelling.</a> J Tissue Eng Regen Med. , (2012).</li>
<li>Vanecek, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+efficient+magnetic+targeting+of+mesenchymal+stem+cells+in+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Highly efficient magnetic targeting of mesenchymal stem cells in spinal cord injury.</a> Int J Nanomedicine. 7, 3719-3730 (2012).</li>
<li>Sasaki, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Therapeutic+effects+with+magnetic+targeting+of+bone+marrow+stromal+cells+in+a+rat+spinal+cord+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+%28Phila+Pa+1976%29%22%5BJournal%5D)">Therapeutic effects with magnetic targeting of bone marrow stromal cells in a rat spinal cord injury model.</a> Spine (Phila Pa 1976). 36 (12), 933-938 (2011).</li>
<li>Oshima, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+bone+formation+in+an+experimental+bony+defect+using+ferumoxide-labelled+mesenchymal+stromal+cells+and+a+magnetic+targeting+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">Enhancement of bone formation in an experimental bony defect using ferumoxide-labelled mesenchymal stromal cells and a magnetic targeting system.</a> J Bone Joint Surg Br. 92 (11), 1606-1613 (2010).</li>
<li>Luciani, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+targeting+of+iron-oxide-labeled+fluorescent+hepatoma+cells+to+the+liver%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Radiol%22%5BJournal%5D)">Magnetic targeting of iron-oxide-labeled fluorescent hepatoma cells to the liver.</a> Eur Radiol. 19 (5), 1087-1096 (2009).</li>
<li>Oshima, S., Kamei, N., Nakasa, T., Yasunaga, Y., Ochi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+muscle+repair+using+human+mesenchymal+stem+cells+with+a+magnetic+targeting+system+in+a+subchronic+muscle+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Sci%22%5BJournal%5D)">Enhancement of muscle repair using human mesenchymal stem cells with a magnetic targeting system in a subchronic muscle injury model.</a> J Orthop Sci. 19 (3), 478-488 (2014).</li>
<li>Ohkawa, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+targeting+of+human+peripheral+blood+CD133%2B+cells+for+skeletal+muscle+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+C+Methods%22%5BJournal%5D)">Magnetic targeting of human peripheral blood CD133+ cells for skeletal muscle regeneration.</a> Tissue Eng Part C Methods. 19 (8), 631-641 (2013).</li>
<li>Tefft, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetizable+Duplex+Steel+Stents+Enable+Endothelial+Cell+Capture%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+T+Magn%22%5BJournal%5D)">Magnetizable Duplex Steel Stents Enable Endothelial Cell Capture.</a> Ieee T Magn. 49 (1), 463-466 (2013).</li>
<li>Uthamaraj, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+validation+of+a+novel+ferromagnetic+bare+metal+stent+capable+of+capturing+and+retaining+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22ABME%22%5BJournal%5D)">Design and validation of a novel ferromagnetic bare metal stent capable of capturing and retaining endothelial cells.</a> ABME. 42 (12), 2416-2424 (2014).</li>
<li>Polyak, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+field+gradient+targeting+of+magnetic+nanoparticle-loaded+endothelial+cells+to+the+surfaces+of+steel+stents%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U.S.A%22%5BJournal%5D)">High field gradient targeting of magnetic nanoparticle-loaded endothelial cells to the surfaces of steel stents.</a> Proc Natl Acad Sci U.S.A. 105 (2), 698-703 (2008).</li>
<li>Pislaru, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetically+targeted+endothelial+cell+localization+in+stented+vessels%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Magnetically targeted endothelial cell localization in stented vessels.</a> J Am Coll Cardiol. 48 (9), 1839-1845 (2006).</li>
<li>Pislaru, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+forces+enable+rapid+endothelialization+of+synthetic+vascular+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Magnetic forces enable rapid endothelialization of synthetic vascular grafts.</a> Circulation. 114 (1 Suppl), 314-318 (2006).</li>
<li>Wang, Y. X., Xuan, S., Port, M., Idee, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+cellular+imaging+and+targeted+therapy+research%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Pharm+Des%22%5BJournal%5D)">Recent advances in superparamagnetic iron oxide nanoparticles for cellular imaging and targeted therapy research.</a> Curr Pharm Des. 19 (37), 6575-6593 (2013).</li>
<li>Yellen, B. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+drug+delivery+to+magnetic+implants+for+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Magn+Mater%22%5BJournal%5D)">Targeted drug delivery to magnetic implants for therapeutic applications.</a> J Magn Magn Mater. 293 (1), 647-654 (2005).</li>
<li>Granot, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinically+viable+magnetic+poly%28lactide-co-glycolide%29+particles+for+MRI-based+cell+tracking%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Clinically viable magnetic poly(lactide-co-glycolide) particles for MRI-based cell tracking.</a> Magn Reson Med. , (2013).</li>
<li>Levy, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long+term+in+vivo+biotransformation+of+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Long term in vivo biotransformation of iron oxide nanoparticles.</a> Biomaterials. 32 (16), 3988-3999 (2011).</li>
<li>Mirshafiee, V., Mahmoudi, M., Lou, K., Cheng, J., Kraft, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+corona+significantly+reduces+active+targeting+yield%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Commun+%28Camb%29%22%5BJournal%5D)">Protein corona significantly reduces active targeting yield.</a> Chem Commun (Camb). 49 (25), 2557-2559 (2013).</li>
<li>Salvati, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transferrin-functionalized+nanoparticles+lose+their+targeting+capabilities+when+a+biomolecule+corona+adsorbs+on+the+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Transferrin-functionalized nanoparticles lose their targeting capabilities when a biomolecule corona adsorbs on the surface.</a> Nat Nanotechnol. 8 (2), 137-143 (2013).</li>
<li>Landazuri, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+targeting+of+human+mesenchymal+stem+cells+with+internalized+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Magnetic targeting of human mesenchymal stem cells with internalized superparamagnetic iron oxide nanoparticles.</a> Small. 9 (23), 4017-4026 (2013).</li>
<li>Sun, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+labeling+of+endothelial+progenitor+cells+isolated+from+peripheral+blood+with+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Med+Rep%22%5BJournal%5D)">In vitro labeling of endothelial progenitor cells isolated from peripheral blood with superparamagnetic iron oxide nanoparticles.</a> Mol Med Rep. 6 (2), 282-286 (2012).</li>
<li>Zhang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+viability+of+transplanted+beta+cells+labeled+with+a+novel+contrast+agent+-+polyvinylpyrrolidone-coated+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+by+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Contrast+Media+Mol+Imaging%22%5BJournal%5D)">Detection of viability of transplanted beta cells labeled with a novel contrast agent - polyvinylpyrrolidone-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles by magnetic resonance imaging.</a> Contrast Media Mol Imaging. 7 (1), 35-44 (2012).</li>
<li>Song, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Labeling+efficacy+of+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+to+human+neural+stem+cells%3A+comparison+of+ferumoxides%2C+monocrystalline+iron+oxide%2C+cross-linked+iron+oxide+%28CLIO%29-NH2+and+tat-CLIO%5BTitle%5D)+AND+%22Korean+J+Radiol%22%5BJournal%5D)">Labeling efficacy of superparamagnetic iron oxide nanoparticles to human neural stem cells: comparison of ferumoxides, monocrystalline iron oxide, cross-linked iron oxide (CLIO)-NH2 and tat-CLIO.</a> Korean J Radiol. 8 (5), 365-371 (2007).</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

与任何纳米颗粒合成方案一样，反应物化学品的纯度对于获得高质量且细胞毒性最小的超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）至关重要。因此，必须购买高纯度的试剂，包括油酸（≥99%）、氯化亚铁四水合物（≥99.99%）、氯化铁（≥99.99%）、乙酸乙酯（HPLC级，≥99.9%）、正己烷（HPLC级，≥97.0%）、氨水（≥99.99%）和硫酸钠（≥99.0%）。尤其重要的是购买高纯度、高质量的PLGA，这类材料可能相对昂贵。此外，所有玻璃器皿在使用前必须用盐酸、去离子水和乙醇彻底清洗，并完全干燥。
同样，本方案中的纯化和洗涤步骤至关重要，以确保最终获得的超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）具有高质量并表现出最小的细胞毒性。在用PLGA包覆之前，必须尽可能去除磁铁矿凝胶中的氢氧化铵、水和正己烷。因此，本方案的大部分步骤都致力于确保磁铁矿凝胶的纯度。随后，PLGA-磁铁矿SPIONs必须去除乙酸乙酯、泊洛沙姆（Pluronic）和过量的PLGA。最终的SPION洗涤步骤是整个方案中最耗时的部分，但必须完成以确保高纯度。具体而言，在每次洗涤过程中通过磁性收集颗粒可能非常耗时。搅拌溶液可显著加...

将细胞靶向递送并捕获至体内的特定部位，是多种生物医学应用所期望实现的目标。已有研究提出，通过磁共振成像（MRI）引导的聚焦超声将神经干细胞递送至大脑，可能成为治疗神经退行性疾病、创伤性脑损伤和脑卒中的一种治疗方案1。间充质干细胞因其天然的肿瘤趋向性，正在被研究用于向肿瘤递送抗肿瘤药物2,3。心脏干细胞已被递送至心脏，作为心肌梗死的潜在治疗方法4,5。此外，已开发出带有CD34抗体的血管支架，用于捕获循环中的祖细胞6。尽管这些细胞靶向策略前景广阔，但仍存在一些局限性，包括细胞特异性不足、细胞滞留效果不稳定以及脱靶递送等问题。
本方法的总体目标是实现对细胞的磁导向靶向，以应用于多种细胞递送和分选场景。磁靶向技术可将特定细胞精确递送至目标部位，同时最大限度地减少脱靶效应7。通过植入式或体外装置产生的磁场，可安全地引导体内磁标记细胞的定向移动8。大量研究致力于将磁导向靶向技术用于干细胞向受损组织的靶向递送，以改善组织再生效果，这些组织包括心脏9-14、视网膜15、肺16、皮肤17、脊髓18,19、骨20、肝21和肌肉22,23。
磁靶向细胞技术也被广泛研究用于实现可植入心血管器械的内皮化。均匀且完整的内皮层可在器械与循环血液成分之间形成屏障，从而减轻血栓形成和炎症反应。内皮细胞可在植入前直接递送至器械表面，或在植入后通过血管系统进行递送。在这两种情况下，均利用磁场将细胞捕获并固定在器械表面，以抵抗循环血液所产生的剪切应力。为此目的，已研制并测试了磁性血管支架24-27和血管移植物28。
磁性细胞靶向需要一种用磁性载体颗粒标记细胞的策略。这些颗粒可通过抗体或配体/受体对结合到细胞表面，也可通过内吞作用进入细胞内部。超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）具有可生物降解、生物相容性良好等特性，并可被多种细胞类型有效内吞29。这些颗粒能使细胞对磁场产生响应，并在体内随时间自然降解。SPION为体外培养细胞的磁性标记提供了一种简便且安全的方法，适用于多种磁性靶向与分选应用。本文提供了一种制备具有磁铁矿（Fe3O4）核心和聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）包壳结构的SPION的方法。此外，还提供了一种在细胞培养中使用SPION标记细胞的方法。

<table><tbody><tr><td>氨水溶液，28% NH₃&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; 在 H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O, &amp;ge;99.99% 痕量金属基准</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>338818-100ML&amp;nbsp;</td><td>有害试剂——请佩戴个人防护装备</td></tr><tr><td>500 ml 洗气瓶</td><td>Ace Glass</td><td>5516-16</td><td></td></tr><tr><td>乙酸乙酯，CHROMASOLVR Plus，用于高效液相色谱，99.9%&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>650528-1L</td><td>有害试剂——请佩戴个人防护装备 &amp;并在通风橱中操作</td></tr><tr><td>乙醇</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E7023</td><td>有害试剂——请佩戴个人防护装备</td></tr><tr><td>50 ml 蒸发瓶，24/40 接口</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z515558</td><td>适用于旋转蒸发仪</td></tr><tr><td>滤纸，直径3 cm，1号规格</td><td>Fisher</td><td>09-805P</td><td>适用于玻璃过滤漏斗</td></tr><tr><td>1 L 玻璃烧杯</td><td>Fisher</td><td>FB-101-1000</td><td>用于洗涤SPIONs</td></tr><tr><td>玻璃滤器漏斗，真空软管接头，适配24/40，30 mL</td><td>Fisher</td><td>K954100-0344&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>玻璃瓶盖</td><td>Fisher</td><td>03-391-46</td><td>适用于玻璃小瓶使用</td></tr><tr><td>2 ml 玻璃小瓶</td><td>Fisher</td><td>03-391-44</td><td>用于收集磁铁矿凝胶 &amp;和 SPIONs</td></tr><tr><td>正己烷，CHROMASOLVR，用于高效液相色谱 &amp;ge;97.0%（气相色谱）</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34859-1L&amp;nbsp;</td><td>有害试剂——请佩戴个人防护装备 &amp;并在通风橱中操作</td></tr><tr><td>盐酸</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1758</td><td>有害试剂——请佩戴个人防护装备 &amp;并在通风橱中操作</td></tr><tr><td>四水合氯化亚铁 &amp;ge;99.99% 痕量金属基体&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>380024-5G</td><td>有害试剂——请佩戴个人防护装备</td></tr><tr><td>无水氯化铁，粉末 &amp;ge;99.99% 痕量金属基准</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>451649-1G</td><td>有害试剂——请佩戴个人防护装备</td></tr><tr><td>Isomantle 加热器，500 mL</td><td>沃特全球</td><td>EM0500/CEX1</td><td></td></tr><tr><td>实验室混匀仪</td><td>Silverson</td><td>L5M-A</td><td></td></tr><tr><td>冻干机</td><td>Labconco</td><td>7670520</td><td></td></tr><tr><td>微型刮勺</td><td>Fisher</td><td>21-401-25A</td><td>用于转移磁铁矿凝胶</td></tr><tr><td>NdFeB 磁铁，1 英寸 × 1 英寸 × 1 英寸</td><td>奇妙的磁铁</td><td>C1000H-M</td><td>强磁体，需小心操作</td></tr><tr><td>油酸， &amp;ge;99%（气相色谱）</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>O1008-5G&amp;nbsp;</td><td>置于冷冻器中保存；有害试剂——佩戴个人防护装备</td></tr><tr><td>顶置式搅拌器</td><td>IKA</td><td>2572201</td><td></td></tr><tr><td>顶置式搅拌器夹具</td><td>IKA</td><td>2664000</td><td>适用于 overhead 搅拌器使用</td></tr><tr><td>overhead 搅拌器 H 型支架</td><td>IKA</td><td>1412000</td><td>适用于 overhead 搅拌器使用</td></tr><tr><td>磷酸盐缓冲液</td><td>Life Technologies</td><td>10010-023</td><td></td></tr><tr><td>250 ml 塑料烧杯</td><td>Fisher</td><td>02-591-28</td><td></td></tr><tr><td>PLGA PURASORB PDLG（75/25 混合）</td><td>Purac</td><td>PDLG 7502</td><td>PDLG 7502A 也可使用；储存于冷冻柜中</td></tr><tr><td>Pluronic F-127 粉末，BioReagent，适用于细胞培养</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2443-250G&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>PTFE可扩展刀片式搅拌桨，8 mm直径</td><td>SciQuip</td><td>SP4018</td><td></td></tr><tr><td>PTFE 反应釜适配器，适用于 24/40 接口，8 mm 直径搅拌桨</td><td>Monmouth Scientific</td><td>PTFE 反应釜适配器 A480</td><td>适用于PTFE可扩展刀片桨叶</td></tr><tr><td>循环冷却器</td><td>Clarkson</td><td>696613</td><td>适用于旋转蒸发仪使用</td></tr><tr><td>回流冷凝管，适配24/40，250 mm</td><td>Ace Glass</td><td>5997-133</td><td></td></tr><tr><td>旋转蒸发仪</td><td>克拉克森</td><td>216949</td><td></td></tr><tr><td>橡胶隔垫，适用于 24/40</td><td>Ace Glass</td><td>9096-56</td><td></td></tr><tr><td>带塞分液漏斗，250 ml</td><td>Fisher</td><td>10-438E</td><td></td></tr><tr><td>ACS级试剂硫酸钠， &amp;ge;99.0%，无水，颗粒状</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>239313-500G&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>三颈圆底烧瓶，倾斜式，24/40 磨口接头，500 ml</td><td>Ace Glass</td><td>6948-16</td><td></td></tr><tr><td>超声波清洗机用带孔托盘</td><td>Fisher</td><td>15-335-20A</td><td>适用于超声波清洗器</td></tr><tr><td>超声波清洗机，2.8 L</td><td>Fisher</td><td>15-335-20</td><td></td></tr><tr><td>真空控制器</td><td>Clarkson</td><td>216639</td><td>用于旋转蒸发仪（可选）</td></tr><tr><td>真空泵</td><td>Clarkson</td><td>219959</td><td>适用于旋转蒸发仪使用</td></tr></tbody></table>

使用超顺磁性氧化铁纳米颗粒进行细胞标记与靶向

Cell Labeling and Targeting with Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles

将细胞和治疗剂靶向递送至特定部位，有助于集中治疗效应并最大限度减少对非靶向部位的有害影响，从而惠及广泛的生物医学应用。磁性细胞靶向是一种高效、安全且直接的递送技术。超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）具有可生物降解性和生物相容性，可被细胞通过内吞作用摄取，从而使细胞对磁场产生响应。其合成过程包括先制备磁铁矿（Fe3O4）纳米颗粒，随后通过高速乳化法形成聚（乳酸-共-乙醇酸）（PLGA）包被层。PLGA-磁铁矿SPION的直径约为120 nm，其中包括直径约10 nm的磁铁矿核心。当置于培养基中时，SPION可被细胞自然内吞，并以小簇形式储存在胞质内体中。这些颗粒为细胞提供了足够的磁性质量，使其能够在磁场中实现定向迁移。通过使多种细胞类型对磁场产生响应，可实现多种细胞分选与靶向应用。此外，SPION还具有其他多种生物医学应用，包括作为医学成像的对比剂、靶向递送药物或基因、诊断检测，以及在肿瘤治疗或组织焊接中产生局部热疗。

由于在50 °C和1,000 rpm条件下搅拌氯化铁(III)和四水合氯化铁(II)的水溶液，所制备的磁铁矿纳米颗粒直径约为10 nm (图1)。这些结果表明磁铁矿纳米颗粒的成功合成。首次尝试合成时，必须通过取样验证磁铁矿纳米颗粒的尺寸和形貌。透射电子显微镜（TEM）是观察这些颗粒的首选方法。如果磁铁矿纳米颗粒的直径不接近10 nm，或形貌非球形，如图1所示，则应弃去该批次并重新进行合成。
使用高速乳化器将PLGA包覆在磁铁矿纳米颗粒表面，可制备出直径为120 nm的PLGA-磁铁矿超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）（图2）。这些结果表明PLGA-磁铁矿SPIONs的成功合成。首次尝试合成时，必须取少量批次样品验证PLGA-磁铁矿SPIONs的尺寸和形貌。扫描电子显微镜（SEM）是观察这些颗粒的首选方法。如果PLGA-磁铁矿SPIONs的直径未达到约120 nm或形貌非球形，如图2所示，则应弃去该批次并重新进行合成。尽管在某些应用中可能需要更大...

靶向细胞递送在多种生物医学应用中具有重要意义。本实验方案旨在利用超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）标记细胞，从而实现磁性细胞靶向，以高度可控的方式进行细胞递送与定位。

靶向递送细胞和治疗剂可通过将治疗效应集中于特定部位，从而惠及广泛的生物医学应用。

本实验的总体目标是合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒，并利用这些颗粒标记细胞，用于磁性靶向和分选应用。该目标的实现分为两个步骤：首先合成直径为10纳米的磁铁矿纳米颗粒；第二步是用厚度为50纳米的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）包覆磁铁矿纳米颗粒。接下来，对磁性纳米颗粒进行洗涤并进行冷冻干燥。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，通过荧光显微镜观察磁性纳米颗粒标记的细胞在磁场中的靶向效果。与现有的抗体介导细胞靶向等方法相比，该技术的主要优势在于磁性细胞靶向具有高度特异性和可控性。该技术的应用前景广泛，可应用于多种疾病的治疗，因为治疗性细胞能够被递送至靶部位，同时避免对非靶部位产生影响。通常，初次接触该方法的研究人员可能会遇到困难，因为需要格外注意实验细节，才能获得高纯度和高质量的纳米颗粒。我们希望提高活细胞在体内的靶向性和定位能力。首先，使用德塞尔瓶通过向500毫升去离子水中缓慢通入氮气30分钟来脱气。搭建反应装置时，将一个500毫升三颈圆底烧瓶置于ISO加热套中。接下来，用橡胶隔垫封住烧瓶一侧的瓶口，并在另一侧安装回流冷凝管。持续向冷凝管中通入冷水，以建立反应的惰性气氛。首先，用连接至氮气管路的针头刺穿烧瓶的橡胶隔垫。然后用连接鼓泡器的针头刺穿冷凝器的隔垫，以观察气体流出情况。接着，将桨叶转子通过桨式适配器安装到中心颈口。为保持反应混合物持续搅拌，将桨叶轴连接至安装在支架上的顶置式搅拌器。用氮气吹扫烧瓶，并保持氮气以低速但可检测的流速通入烧瓶中。随后移除回流冷凝管，加入1克三氯化铁、612.5毫克二氯化铁四水合物和50毫升脱气水。重新装上冷凝管，在加热至50摄氏度的同时以1000转/分钟的速度搅拌反应。这将生成直径为10纳米的磁铁矿颗粒。当反应温度达到50摄氏度时，使用注射器通过烧瓶的隔膜注入10毫升28%的氢氧化铵。随着磁铁矿沉淀析出，溶液应变为黑色。移除橡胶隔垫和气体导管，将反应加热至 90 摄氏度。然后向烧瓶中加入 1 毫升油酸，以包覆纳米颗粒并形成磁铁矿凝胶。接着，将隔垫和气体导管重新安装到烧瓶上，并取下冷凝器。关闭热源，以500转/分钟的速度搅拌反应液两小时。搅拌结束后，用强磁铁将纳米颗粒吸附在烧瓶底部，倾倒除去上清液。开始纯化前，先将磁铁矿凝胶溶于40毫升己烷中。将此溶液缓慢倒入含有 40 毫升脱气水的分液漏斗中，轻轻旋转摇动漏斗 5 分钟。摇动后，倾倒出下层水相部分，再用脱气水以相同方式洗涤磁铁矿溶液两次。接下来，将磁铁矿溶液转移至锥形瓶中。加入几药匙的硫酸钠并旋摇混合物，使溶液干燥。然后进行真空过滤。将混合物通过孔径为一微米的滤纸过滤。将旋转蒸发仪的水浴温度设置为50摄氏度，冷凝器中循环水的温度为24摄氏度。然后将滤液转移至50毫升的蒸发瓶中，在真空条件下以中等转速旋转蒸发正己烷，持续两小时。将磁铁矿凝胶分装至玻璃小瓶中，分为六份每份40毫克的等分试样，每份将单独进行包覆和洗涤操作：取一份凝胶与40毫升溶于乙酸乙酯中的PLGA加入塑料烧杯中，混合物超声处理10分钟。接下来，向烧杯中加入 80 毫升的 F127 溶液，并立即以高速混合器乳化七分钟。这些纳米颗粒现为超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs），用一升去离子水稀释该溶液，然后在通风橱中超声处理一小时。随后将一块强磁铁置于溶液旁边，轻轻搅拌溶液，使 SPIONs 在磁铁处聚集收集。将水溶液倾析除去，同时保留烧杯中的 S scions。每次用蒸馏水洗涤 S scions，共洗涤三次，每次均需充分洗涤。在所有六份等分试样完成包被和洗涤后。将S接穗收集到一个玻璃小瓶中。在冻干机中将悬浮液冷冻干燥过夜，以备细胞标记使用。首先将悬浮吡喃以40毫克/毫升的浓度溶于PBS中，并超声处理30分钟。接下来，将该溶液加入到接近汇合的细胞培养瓶中，每毫升细胞培养基加入5 µL。轻轻摇动培养瓶，使溶液均匀分布。将细胞在培养箱中孵育16小时。在 37 摄氏度下。轻柔地吸去培养基，然后用 PBS 洗涤细胞两次。磁标记的细胞现在可用于实验。通过在50摄氏度、1000转/分钟条件下搅拌氯化铁三价与四水合氯化亚铁的水溶液，可稳定制备直径为10纳米的四氧化三铁纳米颗粒。透射电子显微镜（TEM）是测定颗粒尺寸的首选方法。使用高速乳化器将PLGA包覆于四氧化三铁纳米颗粒表面，可重复地获得直径为120纳米的PLGA-四氧化三铁复合颗粒。扫描电子显微镜（SEM）用于观察这些颗粒。将血液来源的内皮祖细胞与吡喃（pyon）孵育16小时后，可通过TEM观察到纳米颗粒被细胞内吞。PLGA-四氧化三铁纳米颗粒可在细胞内被观察到，其通常储存在胞质内的内体中。将铁加载到细胞内的效率足以实现对活细胞的磁捕获，使其附着于铁磁性可植入医疗器械。与非磁性支架相比，磁标记的内皮细胞向铁磁性支架的迁移速率更高。在实施该操作时，需注意彻底清洗所有玻璃器皿和设备，以在后续步骤中最大限度地提高纳米颗粒的纯度和安全性。其他方法，如磁性细胞靶向技术，可用于回答更多问题，例如哪些医学疗法可受益于特定且可控的细胞递送。该磁性靶向技术将有助于开发适用于多种生物医学应用的靶向细胞递送方法。观看本视频后，您应能够充分理解如何合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒，并利用这些颗粒标记细胞以用于磁性靶向应用。

cell-labeling-targeting-with-superparamagnetic-iron-oxide

Research

科研

JoVE Journal

Bioengineering

生物工程

细胞标记和超顺磁性氧化铁纳米粒子靶向

为了评估新的干细胞疗法，重要的是能够以非侵入性方式在活体内追踪注射的细胞。本视频将向您展示如何在活体内用基于氧化铁的对比剂标记人类间充质干细胞和胚胎干细胞，以便随后进行活体磁共振成像。...

使用氧化铁纳米颗粒标记人胚胎干细胞和人骨髓间充质干细胞以实现磁共振成像无创体内示踪

用于评估纳米颗粒在细胞内生物分布的生物成像方法，适用于纳米制剂化合物的治疗和诊断监测。通过组织学共定位分析，本文所述方法具有高灵敏度和特异性。这些方法为从啮齿类动物到人类的应用提供了转化路径。...

用于诊断与治疗监测的纳米材料注册生物成像

我们介绍一种使用美国食品药品监督管理局（FDA）批准的超顺磁性氧化铁（SPIO）——菲柔莫醇（Feraheme）对干细胞进行标记和追踪的技术。该细胞成像技术利用磁共振（MR）成像进行可视化，可便捷地用于患者干细胞移植成功或失败的长期监测与诊断。...

使用美国食品药品监督管理局批准的氧化铁纳米颗粒 Ferumoxytol 标记干细胞

本文介绍了一种优化的多模态成像流程，用于在啮齿类动物脑内对细胞移植物进行多模态成像，包括：（i）活体生物发光成像与磁共振成像，以及（ii）死后组织学分析。在单个动物上联合使用这些成像方式，可实现对细胞移植物的高分辨率、高灵敏度和高特异性的评估。...

小鼠中枢神经系统干细胞移植的多模态成像

本文介绍一种合成具有强磁矩和强近红外（NIR）吸收能力的磁等离子体纳米颗粒的实验方案。该方案还包括通过抗体的Fc片段将抗体偶联到纳米颗粒上，适用于需要分子特异性靶向的各种生物医学应用。...

免疫靶向磁-等离子体纳米簇的合成

本文介绍了一种掺钴磁性铁蛋白的合成与阳离子化方案，以及利用阳离子化磁性铁蛋白快速磁化干细胞的方法。...

合成阳离子化磁铁蛋白用于细胞的超快速磁化

本论文描述了一种利用PEI/MNP载体高效、非病毒性地将miR递送至内皮细胞并实现其磁化的方法。因此，该方法除了可实现遗传修饰外，还可实现磁性细胞导向和磁共振成像（MRI）检测。该技术可用于改善治疗性细胞产品的特性。...

制备与 体外 磁化miR修饰内皮细胞的表征

为了改进血清学诊断检测方法 结核分枝杆菌...

用于肺外结核检测的超顺磁性氧化铁纳米探针的合成、表征与应用

本文介绍了一种在创伤性脑损伤小鼠模型中进行非侵入性间充质干细胞（MSC）递送与示踪的实验方案。采用超顺磁性氧化铁 纳米颗粒作为磁共振成像（MRI）探针，对MSC进行标记，并通过实时MRI技术在经鼻递送后实现非侵入性的活体示踪。...

通过鼻内递送后利用磁共振成像追踪超顺磁性氧化铁标记的间充质干细胞在创伤性脑损伤小鼠模型中的分布

在本研究中，我们提供了一种利用抗体对磁性纳米材料进行生物功能化的方案，以实现对特定细胞的靶向。作为示例，我们使用铁纳米线来靶向癌细胞。...

磁性纳米材料的生物功能化

血脑屏障是胶质母细胞瘤治疗药物递送的重大障碍，而该疾病目前尚无治愈手段。本文报道了一种体内成像引导的氧化铁治疗性纳米平台，该平台凭借其尺寸可绕过这一生理屏障，并在肿瘤部位富集。...

纳米颗粒递送寡核苷酸载荷在多形性胶质母细胞瘤动物模型中的应用

学习合成超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPION）并用其标记细胞，通过PLGA包覆和荧光显微镜实现精准磁靶向与分选。该方法为生物医学研究提供可靠的细胞定位技术。

使用超顺磁性氧化铁纳米颗粒进行细胞标记与靶向

探索更多视频