2015年10月19日
標的細胞送達は、さまざまな生物医学的応用に有用です。 このプロトコルの目標は、超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPION)を使用して細胞を標識し、それにより、細胞送達と局在化を高度に制御するための磁気細胞ターゲティングアプローチを可能にすることです。
この手順の全体的な目標は、超常磁性酸化鉄ナノ粒子を合成し、それらの粒子を使用して細胞を標識し、磁気ターゲティングおよびソーティングアプリケーションに使用することです。これは、最初に直径10ナノメートルのマグネタイトナノ粒子を合成することによって達成されます。第2のステップは、マグネタイトナノ粒子を厚さ50ナノメートルのポリ乳酸coグリコール酸またはPLGAのシェルでコーティングすることです。
次に、磁性ナノ粒子を洗浄し、凍結乾燥します。最後のステップは、細胞のターゲティングおよびソーティングアプリケーションのための磁性ナノ粒子による細胞の標識です。最終的に、蛍光顕微鏡法は、磁場内の磁性ナノ粒子標識細胞の標的化を示すために使用されます。
この手法は、抗体を介した細胞ターゲティングなどの既存の方法と比較した場合の主な利点として、磁気細胞ターゲティングが非常に特異的で制御可能であることが挙げられます。この技術の意味は、治療細胞を標的部位に送達し、オフターゲット部位を温存できるため、さまざまな病状の治療にまで及びます。一般に、この方法に不慣れな人は、純粋で高品質のナノ粒子を達成するために細部に細心の注意を払う必要があるため、苦労するでしょう。
私たちは、体内の生細胞の標的化と局在を改善したいと考えていました。ドレッセルボトルを使用して、窒素ガスを30分間穏やかに泡立てることにより、500ミリリットルの脱イオン水を脱気することから始めます。反応装置をセットアップするには、ISOマントルヒーター内に500ミリリットルの3ネック丸底フラスコを配置します。
次に、片側の首をゴム製の中隔で覆い、もう一方のネックに還流コンデンサーを取り付けます。凝縮器に冷水を連続的に流して、反応のための不活性雰囲気を設定します。まず、窒素ガスラインに接続された針でフラスコのゴム製セプタムに穴を開けます。
次に、バブラーに接続された針でコンデンサーセプタムに穴を開けて、ガスの流出を視覚化します。次に、パドルアダプターでブレードペダルをセンターネックに取り付けます。反応混合物の一定の攪拌を維持するために、ブレードシャフトをスタンドに取り付けられたオーバーヘッド攪拌に取り付けます。
フラスコを窒素ガスでパージし、窒素をフラスコに流入させる速度は低いが検出可能な速度で残します。次に、還流コンデンサーを取り外し、1グラムの鉄、3つの塩化物、612.5ミリグラムの鉄、2つの塩化テトラ、50ミリリットルのドガス水を追加します。コンデンサーを交換し、摂氏50度に加熱しながら1000RPMで反応を攪拌します。
これにより、直径10ナノメートルのマグネタイト粒子が生成されます。反応が摂氏50度に達したら、注射器を使用してフラスコセプタムから10ミリリットルの28%水酸化アンモニウムを注入します。マグネタイトが沈殿すると、溶液は黒くなります。
ゴム製のセプタムとガスラインを取り外し、反応を摂氏90度に加熱します。次に、フラスコに1ミリリットルのオレイン酸を加えてナノ粒子をコーティングし、マグネタイトゲルを形成します。次に、フラスコのセプタムとガスラインを交換し、コンデンサーを取り外します。
火を止め、500RPMで反応を2時間攪拌します。攪拌後、ナノ粒子をフラスコの底に保持しながら、余分な液体を強力な磁石でデカントします。精製を開始するには、まずマグネタイトゲルを40ミリリットルのヘキサンに溶解します。
この溶液を40ミリリットルのドガ水を含む分離漏斗にゆっくりと注ぎ、漏斗を5分間静かに渦巻きます。下部の水性画分を渦巻かせた後、マグネタイト溶液を同様の方法でドガ水でさらに2回洗浄します。次に、マグネタイト溶液を三角フラスコに移します。
数本のスパチュラに相当する硫酸ナトリウムを加え、混合物を渦巻かせて溶液を乾燥させます。次に掃除機をかけます。1マイクロメートルの濾紙で混合物をろ過します。
ロータリーエバポレーターのウォーターバス温度を摂氏50度に設定し、摂氏24度の水がコンデンサーを循環します。次に、濾液を50ミリリットルの蒸発フラスコに移し、真空下で適度な回転速度でヘキサンを2時間蒸発させます。ガラスバイアルでは、マグネタイトゲルを6つの40ミリグラムのアリコートコーティングに集め、各アリコートに別々に洗浄を行い、プラスチックビーカーで酢酸エチル中の40ミリリットルのPLGAと一緒にゲルの1アリコートを追加し、混合物を10分間超音波処理します。
次に、ビーカーに80ミリリットルのonic F1 27を加え、すぐにミキサーで高設定で7分間乳化します。これらのナノ粒子は、現在、超常磁性酸化鉄ナノ粒子であるか、または1リットルの脱イオン水で溶液を希釈し、ヒュームフード内で1時間超音波処理します。次に、溶液の隣に強力な磁石を置き、溶液を静かに攪拌して、磁石にスパイを集めます。
ビーカーにSの穂木を保持しながら水溶液をデカントします。Sの穂木を水で3回洗います 毎回淫行。結局、6つのアリコートがコーティングされ、洗浄されました。
S穂木を1つのガラスバイアルに集めます。スパイオン溶液を凍結乾燥機で一晩凍結乾燥し、細胞標識の準備をします。まず、PBSにピヨンを40ミリグラム/ミリリットルの濃度で懸濁し、30分間超音波処理します。
次に、細胞培養物1ミリリットルあたり5マイクロリットルの濃度で、ほぼコンフルエンスな細胞のフラスコに溶液を添加します。中程度。フラスコを揺らして、シオンを均等に分散させます。細胞を16時間インキュベートします。
摂氏37度で。培地を穏やかに吸引し、細胞を2回洗浄します。PBSを使用すると、磁気的に標識された細胞を実験に使用できるようになりました。
直径10ナノメートルのマグネタイトナノ粒子は、50°Cおよび1000RPMの透過型電子顕微鏡法またはTEMを使用して、鉄3塩化物および鉄2塩化物四水和物の水溶液を攪拌することにより一貫して作ることができる、高速乳化剤を使用してPLGAでマグネタイトナノ粒子をコーティングする粒子サイズを決定する好ましい方法であり、再現性よくPLGAをもたらし、 直径120ナノメートルのマグネタイトS穂木、走査型電子顕微鏡またはSEMを使用して、これらの粒子を視覚化します。血液伸長内皮細胞をpyonと16時間インキュベートすると、TEMを使用してナノ粒子のエンドサイトーシスが起こります。PLGAマグネタイトナノ粒子は、細胞内で可視化することも、細胞質エンドソーム内に保存することもできます。
細胞への鉄の負荷は、強磁性埋め込み型医療機器への生存細胞の磁気捕捉を達成するのに十分なほど高いです。磁気的に標識された内皮細胞は、非磁性ステントよりも高い速度で強磁性ステントに引き付けられます。この手順を試行する際は、この手順に従ってナノ粒子の純度と安全性を最大化するために、すべてのガラス器具と機器を徹底的に洗浄することを覚えておくことが重要です。
磁気細胞ターゲティングのような他の方法は、細胞の特異的で制御的な送達からどの医学的治療法が利益を得ることができるかなどの追加の質問に答えるために実行できます。この磁気ターゲティング技術により、さまざまな生物医学的応用に向けた焦点を絞った細胞送達の開発が可能になります。このビデオを見れば、超常磁性酸化鉄ナノ粒子を合成する方法と、それらの粒子を使用して磁気ターゲティングアプリケーションの細胞を標識する方法を十分に理解できるはずです。
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本プロトコルでは、細胞のラベル化に使用する超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPION)の合成について概説し、精密な磁気標的化およびソーティングへの応用を可能にします。このプロセスには、マグネタイトナノ粒子の作製、PLGAによるコーティング、および蛍光顕微鏡を用いたラベル化細胞の標的化の可視化が含まれます。
超常磁性酸化鉄ナノ粒子(SPIONs)は、精密な細胞ラベル化と磁気標的化を可能にし、バイオ医薬品の研究開発における制御された治療細胞デリバリーという課題を解決します。この技術は、細胞ベースの介入における特異性と局在性を向上させ、初期探索およびトランスレーショナルワークフローにおける予測の信頼性を高め、オフターゲット効果を低減します。このアプローチは、細胞治療および標的デリバリープラットフォームのリスクを軽減しようとするポートフォリオ戦略に有用です。
SPIONベースの細胞標識は、初期の探索から前臨床的に検証されるまで統合されており、細胞標的化および配送戦略の仮説駆動型試験を可能にします。