Methodenartikel

Zellmarkierung und Targeting mit superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel

DOI:

10.3791/53099

⸱

19. Oktober 2015

 ,  ,  ,  ,  , 
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

In diesem Artikel

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gezielte Zellverabreichung ist nützlich in einer Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen. Das Ziel dieses Protokolls ist es, superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel (SPION) zur Markierung von Zellen zu verwenden und dadurch magnetische Zell-Targeting-Ansätze für ein hohes Maß an Kontrolle über die Zellabgabe und -lokalisierung zu ermöglichen.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die gezielte Abgabe von Zellen und therapeutische Mittel bei einer Vielfalt von biomedizinischen Anwendungen durch die Konzentration der therapeutischen Wirkung an der Zielstelle zu minimieren, während nachteilige Wirkungen auf off-Zielstellen zur Verfügung. Magnetischen Zell-Targeting ist eine effiziente, sichere und unkomplizierte Lieferung Technik. Superparamagnetischen Eisenoxidnanopartikel (SPION) sind bioabbaubar, biokompatibel, und kann in die Zellen durch Endozytose um sie auf Magnetfelder anspricht übertragen werden. Das Syntheseverfahren beinhaltet das Erstellen Magnetit (Fe 3 O 4) Nanopartikel durch Hochgeschwindigkeits-Emulgierung, gefolgt, um ein Poly (milch-co-glykolsäure) (PLGA) Beschichtung zu bilden. Die PLGA-Magnetit SPIONs sind ca. 120 nm Durchmesser, einschließlich der etwa 10 nm Durchmesser Magnetitkernteilchen. Wenn in einem Kulturmedium platziert werden SPIONs natürlich von Zellen Endozytose und als kleine Cluster innerhalb zytoplasmatischen Endosomen gespeichert. Diese Partikel verleihen ausreichende magnetische Masse zu den Zellenum für die Ausrichtung im magnetischen Feldern zu ermöglichen. Zahlreiche Zellsortierung und Targeting-Anwendungen werden von Rendering verschiedenen Zelltypen auf Magnetfelder reagiert, aktiviert. SPIONs haben eine Vielzahl von anderen biomedizinischen Anwendungen sowie einschließlich der Verwendung als ein medizinisches Bildgebungskontrastmittel, gezielte Arzneimittel oder Genabgabe diagnostischen Assays und die Erzeugung von lokaler Hyperthermie zur Tumortherapie oder Gewebe Löten.

Einleitung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die gezielte Abgabe und das Einfangen von Zellen an bestimmte Stellen im Körper ist für eine Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen wünschenswert. Die Abgabe von neuralen Stammzellen an das Gehirn mittels MRT-gesteuertem fokussiertem Ultraschall wurde als mögliche Behandlungsoption für neurodegenerative Erkrankungen, traumatische Hirnverletzungen und Schlaganfälle vorgeschlagen1. Mesenchymale Stammzellen werden aufgrund ihrer natürlichen tumortropischen Eigenschaften auf ihre Fähigkeit untersucht, Krebsmedikamente an Tumore zu verabreichen2,3. Kardiale Stammzellen wurden als mögliche Behandlung des Myokardinfarkts an das Herz abgegeben4,5. Vaskuläre Stents wurden mit CD34-Antikörpern entwickelt, um zirkulierende Vorläuferzellen einzufangen6. Diese Zell-Targeting-Ansätze sind zwar vielversprechend, weisen aber auch Nachteile auf, darunter mangelnde Zellspezifität, inkonsistente Zellretention und Off-Target-Zellabgabe.

Das übergeordnete Ziel der aktuellen Methode ist es, das magnetisch gerichtete Targeting von Zellen für eine Vielzahl von Zellzufuhr- und Sortieranwendungen zu ermöglichen. Magnetic Targeting ermöglicht die kontrollierte Verabreichung spezifischer Zellen an einen bestimmten Zielort mit minimalen Off-Target-Effekten7. Die Magnetfelder können durch implantierte oder externe Vorrichtungen erzeugt werden, um die Bewegung magnetisch markierter Zellen innerhalb des Körpers sicher zu lenken8. Zahlreiche Forschungsbemühungen konzentrierten sich auf das magnetisch gerichtete Targeting von Stammzellen auf verletzte Gewebe wie das Herz9-14, die Netzhaut15, die Lunge16, die Haut17, das Rückenmark18,19, den Knochen20, die Leber21 und den Muskel22,23, um die Regenerationsergebnisse zu verbessern.

Das magnetische Targeting von Zellen wurde auch ausgiebig als Mittel zur Endothelisierung implantierbarer kardiovaskulärer Geräte untersucht. Ein gleichmäßiges und vollständiges Endothel bildet eine Barriere zwischen dem Gerät und den zirkulierenden Blutelementen, um Thrombosen und Entzündungen zu mildern. Endothelzellen können entweder vor der Implantation oder über das Gefäßsystem nach der Implantation an das Gerät abgegeben werden. In beiden Fällen werden Magnetfelder verwendet, um Zellen an der Oberfläche des Geräts einzufangen und die Zellen zu halten, wenn sie der Scherbelastung ausgesetzt sind, die durch zirkulierendes Blut erzeugt wird. Zu diesem Zweck wurden sowohl die magnetischen Gefäßstents24-27 als auch die Gefäßtransplantate28 hergestellt und getestet.

Das Targeting magnetischer Zellen erfordert eine Strategie zur Markierung von Zellen mit magnetischen Trägerpartikeln. Diese Partikel können über Antikörper oder Liganden-Rezeptor-Paare an die Oberfläche von Zellen gebunden oder in die Zellen endozytiert werden. Superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel (SPION) sind biologisch abbaubar, biokompatibel und können von einer Vielzahl von Zelltypen leicht endozytiert werden29. Diese Partikel machen eine Zelle effektiv reaktionsfähig für Magnetfelder und werden im Laufe der Zeit auf natürliche Weise abgebaut. SPIONs bieten eine einfache und sichere Möglichkeit zur magnetischen Markierung von Zellen in Kultur für eine Vielzahl von magnetischen Ziel- und Sortieranwendungen. Es wird ein Verfahren zur Synthese von SPIONs mit einem Magnetitkern (Fe3O4) und einer Poly(milchsäure-co-glykolsäure) (PLGA)-Hülle bereitgestellt. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Markierung von Zellen in Kultur mit SPIONs bereitgestellt.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Synthese von Magnetit Gel

  1. Durch Verwendung konzentrierter Salzsäure gefolgt von entionisiertem Wasser, gefolgt von Ethylalkohol Waschen Sie alle Glaswaren. Trocknen lassen O / N, vorzugsweise in einem Trockenofen.
    VORSICHT! Chlorwasserstoffsäure ist schädlich - persönliche Schutzausrüstung tragen und die Arbeit in einer Abzugshaube; Ethylalkohol schädlich ist - persönliche Schutzausrüstung tragen.
  2. Verwenden Sie einen Dreschelflasche durch sanft blubbernden N 2 -Gas 30 Minuten entgasen 500 ml entionisiertem H 2 O.
  3. Set-up die Magnetit Synthesevorrichtung in einem Chemieabzug benutzen.
    1. Legen Sie einen 500 ml Dreihalsrundkolben, der innerhalb einer Heizhaube Heizung und sichern Sie den Mittelhals mit einer Schelle und Ständer.
    2. Installieren einer Gummimembran in eine der Seitenhälse des Rundkolben und einem Rückflußkühler mit einem Gummiseptum in den verbleibenden Seitenhals. Dauerbetrieb Kaltwasser durch die Rückflusskühler.
    3. Puncture the Rundkolben von Gummiseptum mit einer Nadel mit einem N 2 -Gas-Leitung verbunden und Durchstoß der Rückflußkühler Gummiseptum mit einer Nadel mit einer Gasleitung laufen, um eine Waschflasche verbunden (dh Kolben mit Wasser), um Gasaustritt zu visualisieren.
    4. Installieren Sie ein Stechpaddel ins Zentrum Hals des Rundkolben, der über ein Paddel-Adapter. Bringen Sie die Klinge Paddel die Welle auf einem Rührwerk auf ein Stativ montiert.
  4. Spülen Rundkolben, der mit N 2 -Gas und verlassen N 2 -Gas bei einem niedrigen, aber nachweisbaren Rate fließt.
  5. Entfernen Sie die Rückflusskühler aus dem Rundkolben und fügen 1,000 g Eisen (III) -chlorid, 0,6125 g Eisen (II) -chlorid-Tetrahydrat, und 50 ml entgastem H 2 O.
    VORSICHT! Eisen (III) -chlorid und Eisen (II) -chlorid-Tetrahydrat schädlich sind - persönliche Schutzausrüstung tragen.
  6. Ersetzen Sie die Rückflusskühler und rühren bei 1000 Upm unter Erwärmen auf 50° C. Rühren unter diesen Bedingungen produziert 10 nm Durchmesser Magnetit-Nanopartikel.
  7. Einmal bei 50 ° C, mit 10 ml 28% iger Ammoniumhydroxidlösung durch Einspritzen durch das Gummiseptum in den Rundkolben gegeben, während noch gerührt.
    VORSICHT! Ammoniumhydroxid ist schädlich - persönliche Schutzausrüstung tragen.
    HINWEIS: Die Ammoniumhydroxidlösung verwendet, um die Magnetit ausgefällt und die Lösung sollte schwarz.
  8. Die Gummischeidewand und N 2 Gasleitung aus dem Rundkolben und Erhitzen auf 90 ° C zum Sieden aus dem Ammoniakgas während noch gerührt.
    Anmerkung: Es ist optional, um den Fluss von N 2 in den Rundkolben durch Punktieren der Rückflußkühler Gummiseptum beizubehalten, jedoch ist die Oxidation von Magnetit Maghemit während dieser Stufe vernachlässigbar.
  9. Nachdem bei 90 ° C, 1 ml der Ölsäure zu dem Rundkolben, während immer noch gerührt. Die Ölsäure wird zum Beschichten der Magnetit napartikel Magnetit Gels.
    VORSICHT! Ölsäure ist schädlich - persönliche Schutzausrüstung tragen.
  10. Ersetzen Sie die Gummimembran und N 2 Gasleitung auf den Rundkolben, und nehmen Sie die Rückflusskühler.
  11. Schalten Sie die Hitze und rühren bei 500 Upm für 2 Stunden.
  12. Den Rundkolben zu entfernen aus dem Isomantel Heizung und dekantieren restliche Flüssigkeit, während mit einem starken Magneten gegen den Boden des Kolbens, um die Magnetit-Gel zu behalten statt.
    VORSICHT! Griff der starken Magneten mit äußerster Vorsicht, um Schäden oder Verletzungen zu vermeiden.
  13. Erlauben Magnetit-Gel an der Luft trocknen O / N (optional).

2. Reinigung von Magnetit Gel

  1. In 40 ml Hexan in den Rundkolben, um die Magnetit-Gel auflösen
    VORSICHT! Hexan schädlich ist - persönliche Schutzausrüstung tragen und die Arbeit in einem Abzug.
  2. Verwenden einen Scheidetrichter mit 40 ml entgastem H 2 O, um restliches H 2 O zu entfernen from die Magnetit-Lösung.
    1. Gießen Sie langsam die Magnetit-Lösung auf die H 2 O im Scheidetrichter und schwenken Sie die Zwei-Phasen-Flüssigkeit für 5 Minuten.
    2. Ablassen und entsorgen Sie die untere wässrige Fraktion.
    3. Langsam 40 ml entgastem H 2 O in die Trenntrichter, so dass er siedelt unter dem Magnetit-Lösung und leicht schwenken und Drain wie zuvor.
    4. Wiederholen, um ein drittes Mal zu waschen.
  3. Bringen Magnetit-Lösung, um einen Erlenmeyerkolben, fügen Sie ein paar Spatel im Wert von wasserfreiem Natriumsulfat, und wirbeln, um alle verbleibenden Rest H 2 O aus dem Magnetit-Lösung zu entfernen.
  4. Filtern der Magnetit-Lösung durch 1 & mgr; m-Filterpapier in einem Filtertrichter, um das Natriumsulfat und restliches H 2 O zu entfernen
    HINWEIS: Vakuum-Unterstützung empfohlen.
  5. Übertragen des Magnetits Lösung auf eine 50 ml Verdampferkolben und mit einem Rotationsverdampfer, um das Hexan zu verdampfen2 h unter den folgenden Bedingungen: moderate Drehzahl, Vakuum angelegt, Verdampferkolben in einem 50 ° C Wasserbad, und 24 ° C Wasserzirkulations durch den Kondensator.
    HINWEIS: Wahlweise speichern die Magnetit-Gels vor der mit PLGA Beschichtung.

3. Beschichtung von Magnetit-Nanopartikel mit PLGA Shell

  1. Aufzulösen 3,60 g PLGA (75/25 Gemisch) in 240 ml Ethylacetat, um eine 1,5% (m / v) Lösung zu schaffen. ACHTUNG: Ethylacetat schädlich ist - persönliche Schutzausrüstung tragen und die Arbeit in einem Abzug.
  2. Aufzulösen 25,00 g Pluronic F-127 in 500 ml entgastem H 2 O unter Verwendung eines Magnetrührers, um eine 5,0% (m / v) Lösung zu schaffen.
    HINWEIS: Pluronic F-127 ist ein nicht-ionisches amphiphiles Blockcopolymer, das als biokompatibles Tensid wirkt. Es hilft, die Öl-in-Wasser-Emulsion in Schritt 3.3.2 stabilisieren.
  3. Unter Verwendung eines Mikros, sammeln die Magnetit-Gel in sechs 0,040 g-Proben im gewogenen Glasfläschchen. Perform die folgende Beschichtung und Waschprozess für jedes Aliquot.
    HINWEIS: Die Aliquots erforderlich, effiziente Handhabung und magnetisches Dekantieren, die Reinheit und die Ausbeute zu maximieren, wird bei gleichzeitiger Minimierung Abbau vor der Gefriertrocknung der in Schritt 4 zu gewährleisten.
    1. Fügen Sie ein 0.040 g Aliquot der Magnetit-Gel und 40 ml des PLGA-Lösung, um einen Kunststoffbecher und beschallen in einem Ultraschall-Reiniger für 10 Minuten.
    2. 80 ml der Pluronic Lösung der Kunststoffbecher gegossen und sofort mit einem Labormischer emulgieren bei der höchsten Einstellung für 7 Minuten, um die PLGA-Beschichtung auf den magnetischen Nanopartikel als eine Öl-in-Wasser-Emulsion zu bilden.
    3. Unmittelbar verdünnen SPION-Lösung in 1 l deionisiertem H 2 O und beschallen 1 h in einer chemischen Abzugshaube, um das Ethylacetat zu verdampfen.
    4. Legen Sie einen starken Magneten neben dem SPION-Lösung und rühren Sie bis bräunlich SPIONs am Magnet zu sammeln.
      Hinweis: Es kann notwendig sein, um Unterbrechungen für mehrere Stunden rührens vor der Lösung wird weißlich anzeigt, dass die meisten der SPIONs wurden gesammelt.
    5. Man dekantiert die wäßrige Lösung unter Beibehaltung der SPIONs in das Becherglas mit den Magneten.
    6. Wie folgt dreimal waschen Sie die SPIONs.
      1. Suspendieren die SPIONs in 1 l deionisiertem H 2 O.
      2. Beschallen den SPION-Lösung für 20 Minuten.
      3. Legen Sie einen starken Magneten neben dem SPION-Lösung und rühren Sie bis bräunlich SPIONs am Magnet zu sammeln. Es kann notwendig sein, um intermittierend rühre mehrere Stunden, bevor die Lösung klar wird das anzeigt, daß die meisten der SPIONs wurden gesammelt.
      4. Man dekantiert die wäßrige Lösung unter Beibehaltung der SPIONs in das Becherglas mit den Magneten.
  4. Sammeln Sie die SPIONs aus jeder der sechs Magnetit-Gel-Aliquoten synthetisiert in einem einzigen gewogenen Glasfläschchen als wässrige Suspension. Optional dekantieren überschüssiges Wasser magnetisch, wie gebraucht.

4. Freeze--TROCKENTUNNEL der SPIONs

  1. Frieren Sie den SPION-Lösung.
  2. Gefrierzutrocknen den SPION Lösung O / N in einer Gefriertrocknungsanlage.
  3. Wiegen die gefriergetrockneten SPIONs. Gefriergetrocknete SPIONs kann bei -20 ° C gelagert, bis sie zur Markierung von Zellen verwendet werden.
    HINWEIS: Lagerung bei -20 ° C drastisch reduziert Abbaukinetik und erhöht die Haltbarkeit.

5. Markierung von Zellen mit SPIONs

  1. Aussetzung eines Aliquots SPIONs in phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) in einer Konzentration von 40 mg / ml und mit Ultraschall 30 Min.
  2. Fügen SPION Lösung auf eine fast konfluente Kolben mit Zellen bei einer Konzentration von 5 & mgr; l / ml Zellkulturmedium. Stellen Sie sicher, gleichmäßige Verteilung durch sanftes Schütteln der Flasche.
  3. Die Zellen für 16 Stunden bei 37 ° C.
  4. Vorsichtig absaugen Kulturmedium und waschen Sie die Zellen zweimal mit PBS.
  5. Sammeln magnetisch markierten Zellen und verwenden für Experimente.
  6. Unbenutzte SPION Lösung kann bei 4 ° C gelagert werden und sollte unsinnerhalb von wenigen Monaten ed. Beschallen 30 Minuten vor jedem Gebrauch.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Magnetitnanopartikeln sind ungefähr 10 nm im Durchmesser infolge Rühren eine wässrige Lösung von Eisen (III) -chlorid und Eisen (II) -chlorid-tetrahydrat bei 50 ° C und 1000 rpm (Abbildung 1). Diese Ergebnisse zeigen, gelungene Synthese aus Magnetit-Nanopartikel. Es ist wichtig, die Größe und die Form der magnetischen Nanopartikel aus einer kleinen Probe der Charge entnommen, wenn man versucht, die Synthese zum ersten Mal zu überprüfen. Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) ist die bevorzugte Methode...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wie bei jedem Nanopartikelsynthese-Protokoll, die Reinheit der Reaktionschemikalien ist kritisch zur Erzielung einer hohen Qualität SPIONs das minimale zytotoxische Effekte haben wird. Es ist daher wichtig, um sehr reine Reagenzien einschließlich Ölsäure (≥99%), Eisen (II) -chlorid-Tetrahydrat (≥99.99%), Eisen (III) -chlorid (≥99.99%), Ethylacetat kaufen (HPLC-Qualität, ≥99.9% ), Hexan (HPLC grade, ≥97.0%) Ammoniumhydroxid (≥99.99%) und Natriumsulfat (≥99.0%). Es ist von besonderer Bedeutung für sehr reine und hochwerti...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.

Danksagungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Autoren danken der Danksagung für die Finanzierung durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung – FNUSA-IKRK (Nr. CZ.1.05/ 1.1.00/ 02.0123), dem American Heart Association Scientist Development Grant (AHA #06-35185N) und den National Institutes of Health (NIH #T32HL007111).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Ammoniumhydroxidlösung, 28 % NH3 in H2O, ≥ 99,99% SpurenmetallbasisSigma-Aldrich338818-100ML Schädliches Reagenz - tragen Sie persönliche Schutzausrüstung
Dreschel Flasche, 500 mlAce Glass5516-16
Ethylacetat, CHROMASOLVR Plus, für HPLC, 99,9% Sigma-Aldrich650528-1LSchädliches Reagenz - persönliche Schutzausrüstung tragen und im Abzug
EthylalkoholSigma-AldrichE7023Schädliches Reagenz - persönliche Schutzausrüstung tragen
Verdampferkolben, 50 ml, 24/40 SchliffSigma-AldrichZ515558Zur Verwendung mit Rotoverdampfer
Filterpapier, Ø 3 cm, Klasse 1Fisher09-805PZur Verwendung mit Glasfiltertrichter
Glasbecher, 1 LFisherFB-101-1000Zum Waschen von SPIONs
Glasfiltertrichter, Vakuumschlauchadapter, passend für 24/40, 30 mLFisherK954100-0344 
GlasfläschchenkappenFisher03-391-46Zur Verwendung mit Glasfläschchen
Glasfläschchen, 2 mlFisher03-391-44Zum Sammeln von Magnetitgel & SPIONs
Hexan, CHROMASOLVR, für HPLC, ≥ 97.0% (GC)Sigma-Aldrich34859-1L Schädliches Reagenz - tragen Sie persönliche Schutzausrüstung und arbeiten Sie im Abzug
SalzsäureSigma-AldrichH1758Schädliches Reagenz - tragen Sie persönliche Schutzausrüstung und arbeiten Sie im Abzug
Eisen(II)-chlorid-Tetrahydrat ≥ 99,99 % SpurenmetallbasisSigma-Aldrich380024-5GSchädliches Reagenz - tragen Sie persönliche Schutzausrüstung
Eisen(III)-chlorid wasserfrei, Pulver, ≥ 99,99% SpurenmetallbasisSigma-Aldrich451649-1GSchädliches Reagenz - tragen Sie persönliche Schutzausrüstung
Isomantle-Heizer, 500 mLVoight GlobalEM0500/CEX1
LabormischerSilversonL5M-A
LyophilisatorLabconco7670520
MikrospatelFisher21-401-25AZum Übertragen von Magnetit
Gel NdFeB Magnet, 1 Zoll x 1 Zoll x 1 ZollAmazing MagnetsC1000H-MSehr starker Magnet, vorsichtig mit
Ölsäure umgehen ≥ 99% (GC)Sigma-AldrichO1008-5G Im Gefrierschrank aufbewahren; Schädliches Reagenz - persönliche Schutzausrüstung tragen
ÜberkopfrührerIKA2572201
ÜberkopfrührklemmeIKA2664000Zur Verwendung mit Überkopfrührer Überkopfrührer
H-StänderIKA1412000Zur Verwendung mit Überkopfrührer
Phosphatgepufferte KochsalzlösungLife Technologies10010-023
Kunststoffbecher, 250 mlFisher02-591-28
PLGA PURASORB PDLG (75/25 Mischung)PuracPDLG 7502PDLG 7502A kann ebenfalls verwendet werden;
Pluronic F-127 Pulver, BioReagenz, geeignet für ZellkulturSigma-AldrichP2443-250G 
PTFE expandierbares Schaufelpaddel, 8 mmØ SciQuipSP4018
PTFE Gefäßadapter, passend für 24/40, 8 mm DurchmesserPaddel Monmouth ScientificPTFE Gefäßadapter A480Zur Verwendung mit PTFE expandierbarem Schaufelpaddel
UmlaufkühlerClarkson696613Zur Verwendung mit Rotoverdampfer
Reflux Kondensator, passend für 24/40, 250 mmAce Glass5997-133
RotoverdampferClarkson216949
Gummisepten, passend für 24/40Ace Glass9096-56
Scheidetrichter mit Stopfen, 250 mlFisher10-438E
Natriumsulfat ACS Reagenz, ≥ 99.0%, wasserfrei, granuliertSigma-Aldrich239313-500G 
Dreihalsiger Rundkolben, abgewinkelt, 24/40 Schliffe, 500 mlAce Glass6948-16
Ultraschallreiniger perforierte PfanneFisher15-335-20AZur Verwendung mit Ultraschallreiniger
Ultraschallreiniger, 2,8 LFisher15-335-20
VakuumreglerClarkson216639Zur Verwendung mit Rotationsverdampfer (optional)
Vakuum PumpeClarkson219959Zur Verwendung mit Rotoverdampfer
arbeiten

Referenzen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Burgess, A., et al. Targeted delivery of neural stem cells to the brain using MRI-guided focused ultrasound to disrupt the blood-brain barrier. PLoS One. 6 (11), e27877(2011).
  2. Nguyen, K. T. Mesenchymal Stem Cells as Targeted Cell Vehicles to Deliver Drug-loaded Nanoparticles for Cancer Therapy. J Nanomed Nanotechol. 4 (1), e128(2013).
  3. Kean, T. J., Lin, P., Caplan, A. I., Dennis, J. E. MSCs: Delivery Routes and Engraftment, Cell-Targeting Strategies, and Immune Modulation. Stem Cells Int. , 732742(2013).
  4. Suzuki, K., et al. Targeted cell delivery into infarcted rat hearts by retrograde intracoronary infusion: distribution, dynamics, and influence on cardiac function. Circulation. 110 (11 Suppl 1), II225-II230 (2004).
  5. Garbern, J. C., Lee, R. T. Cardiac stem cell therapy and the promise of heart regeneration. Cell Stem Cell. 12 (6), 689-698 (2013).
  6. Duckers, H. J., et al. 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). EuroIntervention. 3 (3), 350-358 (2007).
  7. Pan, Y., Du, X., Zhao, F., Xu, B. Magnetic nanoparticles for the manipulation of proteins and cells. Chem Soc Rev. 41 (7), 2912-2942 (2012).
  8. Huang, Z. Y., et al. Deep magnetic capture of magnetically loaded cells for spatially targeted therapeutics. Biomaterials. 31 (8), 2130-2140 (2010).
  9. Shen, Y., et al. 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. Cell Transplant. , (2014).
  10. Cheng, K., et al. Magnetic antibody-linked nanomatchmakers for therapeutic cell targeting. Nat Commun. 5, 4880(2014).
  11. Vandergriff, A. C., et al. Magnetic targeting of cardiosphere-derived stem cells with ferumoxytol nanoparticles for treating rats with myocardial infarction. Biomaterials. 35 (30), 8528-8539 (2014).
  12. Huang, Z., et al. Magnetic targeting enhances retrograde cell retention in a rat model of myocardial infarction. Stem Cell Res Ther. 4 (6), 149(2013).
  13. Chaudeurge, A., et al. Can magnetic targeting of magnetically labeled circulating cells optimize intramyocardial cell retention. Cell Transplant. 21 (4), 679-691 (2012).
  14. Cheng, K., et al. Magnetic targeting enhances engraftment and functional benefit of iron-labeled cardiosphere-derived cells in myocardial infarction. Circ Res. 106 (10), 1570-1581 (2010).
  15. Yanai, A., et al. Focused magnetic stem cell targeting to the retina using superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Cell Transplant. 21 (6), 1137-1148 (2012).
  16. Ordidge, K. L., et al. Coupled cellular therapy and magnetic targeting for airway regeneration. Biochem Soc Trans. 42 (3), 657-661 (2014).
  17. El Haj, A. J., et al. An in vitro model of mesenchymal stem cell targeting using magnetic particle labelling. J Tissue Eng Regen Med. , (2012).
  18. Vanecek, V., et al. Highly efficient magnetic targeting of mesenchymal stem cells in spinal cord injury. Int J Nanomedicine. 7, 3719-3730 (2012).
  19. Sasaki, H., et al. Therapeutic effects with magnetic targeting of bone marrow stromal cells in a rat spinal cord injury model. Spine (Phila Pa 1976). 36 (12), 933-938 (2011).
  20. Oshima, S., et al. Enhancement of bone formation in an experimental bony defect using ferumoxide-labelled mesenchymal stromal cells and a magnetic targeting system. J Bone Joint Surg Br. 92 (11), 1606-1613 (2010).
  21. Luciani, A., et al. Magnetic targeting of iron-oxide-labeled fluorescent hepatoma cells to the liver. Eur Radiol. 19 (5), 1087-1096 (2009).
  22. Oshima, S., Kamei, N., Nakasa, T., Yasunaga, Y., Ochi, M. Enhancement of muscle repair using human mesenchymal stem cells with a magnetic targeting system in a subchronic muscle injury model. J Orthop Sci. 19 (3), 478-488 (2014).
  23. Ohkawa, S., et al. Magnetic targeting of human peripheral blood CD133+ cells for skeletal muscle regeneration. Tissue Eng Part C Methods. 19 (8), 631-641 (2013).
  24. Tefft, B. J., et al. Magnetizable Duplex Steel Stents Enable Endothelial Cell Capture. Ieee T Magn. 49 (1), 463-466 (2013).
  25. Uthamaraj, S., et al. Design and validation of a novel ferromagnetic bare metal stent capable of capturing and retaining endothelial cells. ABME. 42 (12), 2416-2424 (2014).
  26. Polyak, B., et al. High field gradient targeting of magnetic nanoparticle-loaded endothelial cells to the surfaces of steel stents. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 105 (2), 698-703 (2008).
  27. Pislaru, S. V., et al. Magnetically targeted endothelial cell localization in stented vessels. J Am Coll Cardiol. 48 (9), 1839-1845 (2006).
  28. Pislaru, S. V., et al. Magnetic forces enable rapid endothelialization of synthetic vascular grafts. Circulation. 114 (1 Suppl), 314-318 (2006).
  29. Wang, Y. X., Xuan, S., Port, M., Idee, J. M. Recent advances in superparamagnetic iron oxide nanoparticles for cellular imaging and targeted therapy research. Curr Pharm Des. 19 (37), 6575-6593 (2013).
  30. Yellen, B. B., et al. Targeted drug delivery to magnetic implants for therapeutic applications. J Magn Magn Mater. 293 (1), 647-654 (2005).
  31. Granot, D., et al. Clinically viable magnetic poly(lactide-co-glycolide) particles for MRI-based cell tracking. Magn Reson Med. , (2013).
  32. Levy, M., et al. Long term in vivo biotransformation of iron oxide nanoparticles. Biomaterials. 32 (16), 3988-3999 (2011).
  33. Mirshafiee, V., Mahmoudi, M., Lou, K., Cheng, J., Kraft, M. L. Protein corona significantly reduces active targeting yield. Chem Commun (Camb). 49 (25), 2557-2559 (2013).
  34. Salvati, A., et al. Transferrin-functionalized nanoparticles lose their targeting capabilities when a biomolecule corona adsorbs on the surface. Nat Nanotechnol. 8 (2), 137-143 (2013).
  35. Landazuri, N., et al. Magnetic targeting of human mesenchymal stem cells with internalized superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Small. 9 (23), 4017-4026 (2013).
  36. Sun, J. H., et al. In vitro labeling of endothelial progenitor cells isolated from peripheral blood with superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Mol Med Rep. 6 (2), 282-286 (2012).
  37. Zhang, B., et al. Detection of viability of transplanted beta cells labeled with a novel contrast agent - polyvinylpyrrolidone-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles by magnetic resonance imaging. Contrast Media Mol Imaging. 7 (1), 35-44 (2012).
  38. Song, M., et al. 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. Korean J Radiol. 8 (5), 365-371 (2007).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Schlagwörter

Synthese von Magnetit NanopartikelnPLGA BeschichtungHochgeschwindigkeitsemulgierungmagnetisches TargetingFluoreszenzmikroskopieTransmissionselektronenmikroskopieRasterelektronenmikroskopieGefriertrocknung

Verwandte Artikel