2015년 10월 19일
표적 세포 전달은 다양한 생체 의학 응용 분야에서 유용합니다. 이 프로토콜의 목표는 초상자성 산화철 나노입자(SPION)를 사용하여 세포를 라벨링함으로써 세포 전달 및 국소화를 높은 수준으로 제어할 수 있는 자기 세포 표적화 접근 방식을 가능하게 하는 것입니다.
이 절차의 전반적인 목표는 초상자성 산화철 나노 입자를 합성하고 이러한 입자를 사용하여 자기 표적화 및 분류 응용 분야를 위해 세포를 라벨링하는 것입니다. 이것은 먼저 10나노미터 직경의 마그네타이트 나노 입자를 합성하여 수행됩니다. 두 번째 단계는 자철광 나노 입자를 50나노미터 두께의 폴리락틱 코글리콜산 또는 PLGA로 코팅하는 것입니다.
다음으로, 자성 나노 입자를 세척하고 동결 건조합니다. 마지막 단계는 세포 표적화 및 분류 응용 분야를 위해 자성 나노 입자로 세포를 라벨링하는 것입니다. 궁극적으로, 형광 현미경 검사법은 자기장 내에서 자성 나노 입자 표지 된 세포의 표적을 보여주는 데 사용됩니다.
항체 매개 세포 표적화와 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 자기 세포 표적화가 매우 특이적이고 제어 가능하다는 것입니다. 이 기술의 의미는 치료 세포가 표적 부위에 전달되고 표적 부위를 벗어난 부위는 보존될 수 있기 때문에 다양한 의학적 상태에 대한 치료로 확장됩니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 순수하고 고품질의 나노 입자를 얻기 위해 세부 사항에 대한 세심한 주의가 필요하기 때문에 어려움을 겪을 것입니다.
우리는 신체 내 살아있는 세포의 표적화와 국소화를 개선하고자 했습니다. 먼저 드레셀 병을 사용하여 500분 동안 질소 가스를 부드럽게 거품을 일으켜 500ml의 탈이온수를 탈가스합니다. 반응 장치를 설정하려면 ISO 맨틀 히터 내에 500밀리리터 3구 둥근 바닥 플라스크를 놓습니다.
다음으로, 한쪽 목을 고무 격막으로 덮고 다른 쪽 목에 역류 콘덴서를 설치합니다. 응축기를 통해 냉수를 지속적으로 흐르게 하여 반응을 위한 불활성 분위기를 설정합니다. 먼저 질소 가스 라인에 연결된 바늘로 플라스크 고무 격막에 구멍을 뚫습니다.
그런 다음 버블러에 연결된 바늘로 응축기 격막에 구멍을 뚫어 가스 유출을 시각화합니다. 그런 다음 패들 어댑터를 사용하여 중앙 목에 블레이드 페달을 설치합니다. 반응 혼합물의 지속적인 교반을 유지하려면 블레이드 샤프트를 스탠드에 장착된 오버헤드 교반에 부착하십시오.
질소 가스로 플라스크를 퍼지하고 질소가 낮지만 검출 가능한 속도로 플라스크로 유입되도록 둡니다. 그런 다음 환류 응축기를 제거하고 철 1g, 염화물 3g, 철 612.5mg, 염화물 테트라 2개 및 드가 물 50ml를 추가합니다. 응축기를 교체하고 섭씨 1000도까지 가열하면서 50RPM으로 반응을 교반합니다.
이것은 10 나노 미터 직경의 자철석 입자를 생성합니다. 반응이 섭씨 50도에 도달하면 주사기를 사용하여 플라스크 격막을 통해 10ml의 28% 수산화암모늄을 주입합니다. 마그네타이트가 침전됨에 따라 용액은 검게 변해야 합니다.
고무 격막과 가스 라인을 제거하고 반응을 섭씨 90도까지 가열합니다. 그런 다음 플라스크에 올레산 1ml를 첨가하여 나노 입자를 코팅하고 자철광 겔을 형성합니다. 다음으로, 플라스크의 격막과 가스 라인을 교체하고 응축기를 제거합니다.
불을 끄고 500RPM으로 2시간 동안 반응을 저어줍니다. 교반 후 강한 자석으로 플라스크 바닥에 나노 입자를 유지하면서 여분의 액체를 디캔팅합니다. 정제를 시작하려면 먼저 마그네타이트 겔을 40ml의 헥산에 용해시킵니다.
이 용액을 40ml의 Degas 물이 들어 있는 분리 깔때기에 천천히 붓고 깔때기를 5분 동안 부드럽게 휘젓습니다. 하부 수성 분획을 디캔트를 소용돌이치게 한 후 비슷한 방식으로 마그네타이트 용액을 Degas 물로 두 번 더 세척합니다. 다음으로, 마그네타이트 용액을 삼각 플라스크로 옮깁니다.
여러 주걱 분량의 황산나트륨을 넣고 혼합물을 휘젓아 용액을 건조시킵니다. 그런 다음 진공. 1 마이크로 미터 여과지를 통해 혼합물을 여과합니다.
회전 증발기의 수조 온도를 섭씨 50도로 설정하고 응축기를 통해 물이 섭씨 24도로 순환합니다. 그런 다음 여과액을 50ml 증발 플라스크로 옮기고 진공 상태에서 적당한 회전 속도로 2시간 동안 헥산을 증발시킵니다. 유리 바이알에서 마그네타이트 겔을 6 개의 40 밀리그램 분취 코팅으로 모으고 각 분취액을 개별적으로 세척하고 플라스틱 비커에 에틸 아세테이트의 PLGA 40 밀리리터와 함께 1 개의 분취 액을 첨가하고 혼합물을 10 분 동안 초음파 처리합니다.
다음으로, 80 밀리리터의 onic F1 27을 비커에 넣고 즉시 믹서로 높은 설정에서 7 분 동안 유화합니다. 이 나노 입자는 이제 초 상자성 산화철 나노 입자이거나 1 리터의 탈 이온수로 용액을 희석하고 흄 후드에서 한 시간 동안 초음파 처리합니다. 그런 다음 용액 옆에 강력한 자석을 놓고 용액을 부드럽게 저어 자석에 스파이를 모읍니다.
비커에 S 접순을 유지하면서 수용액을 디캔팅합니다. S 자순을 물로 세 번 씻고 매번 간음합니다. 결국, 6개의 부분 표본이 코팅되고 세척되었습니다.
S 자순을 하나의 유리병에 모읍니다. 세포 라벨링을 준비하기 위해 동결 건조기에서 용액을 하룻밤 동안 동결 건조합니다. 먼저 PBS에서 밀리리터당 40mg의 농도로 서스펜디파이온을 30분 동안 초음파 처리합니다.
다음으로, 세포 배양 밀리리터당 5마이크로리터의 농도로 거의 합류점에 가까운 세포의 플라스크에 용액을 추가합니다. 보통. 플라스크를 흔들어 시온을 고르게 분배합니다. 세포를 16시간 동안 배양합니다.
섭씨 37도에서. 배양 배지를 부드럽게 흡인 한 다음 세포를 두 번 세척합니다. PBS를 사용하면 이제 자기 표지된 세포를 실험에 사용할 수 있습니다.
직경 10 나노 미터의 자철광 나노 입자는 섭씨 50도 및 1000 RPM에서 3 염화 철과 2 염화 철 테트라 수화물의 수용액을 교반하여 일관되게 만들 수 있으며, 투과 전자 현미경 또는 TEM은 고속 유화제를 사용하여 자철광 나노 입자를 PLGA로 코팅하여 입자 크기를 측정하는 바람직한 방법이며, PLGA를 재현 가능하게 생성하고, 직경 120나노미터의 마그네타이트 S 자손, 주사 전자 현미경 또는 SEM은 이러한 입자를 시각화하는 데 사용됩니다. 혈액 성장 내피 세포를 pyon으로 16시간 동안 배양하면 TEM을 사용하여 나노 입자의 세포내이입이 발생합니다. PLGA 마그네타이트 나노입자는 세포에서 시각화하거나 세포질 엔도솜 내에 저장할 수 있습니다.
세포에 철이 적재되는 것은 강자성 이식형 의료 기기에 대한 생존 가능한 세포의 자기 포획을 달성할 수 있을 만큼 충분히 높습니다. 자기적으로 표지된 내피 세포는 비자성 스텐트보다 더 높은 비율로 강자성 스텐트에 끌립니다. 이 절차를 시도하는 동안 나노 입자의 순도와 안전성을 극대화하기 위해 모든 유리 제품과 장비를 철저히 세척해야 한다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
자기 세포 표적화와 같은 다른 방법은 어떤 의학적 치료법이 세포의 특이적 및 세포 전달을 제어함으로써 이익을 얻을 수 있는지와 같은 추가 질문에 답하기 위해 수행할 수 있습니다. 이 자기 표적화 기술은 다양한 생체 의학 응용 분야를 위한 집속 세포 전달의 개발을 가능하게 할 것입니다. 이 동영상을 시청한 후에는 초상자성 산화철 나노 입자를 합성하고 이러한 입자를 사용하여 자기 표적화 응용 분야를 위해 세포를 라벨링하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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본 프로토콜은 세포 표지를 위한 초상자성 산화철 나노입자(SPION)의 합성 방법을 설명하며, 이를 통해 정밀한 자기 타겟팅 및 분리 응용이 가능해집니다. 이 과정은 마그네타이트 나노입자를 생성하고, 이를 PLGA로 코팅하며, 형광 현미경을 이용하여 표지된 세포의 타겟팅을 시각화하는 단계로 구성됩니다.
초상자성 산화철 나노입자(SPIONs)는 정밀한 세포 표지와 자기 타겟팅을 가능하게 하여, 바이오 제약 R&D에서 제어된 치료 세포 전달의 과제를 해결합니다. 이 기술은 세포 기반 중재의 특이성과 국소화를 향상시켜, 초기 발굴 및 중개 연구 워크플로우에서 예측 신뢰도를 높이고 오프타겟 효과를 감소시킵니다. 이러한 접근 방식은 세포 치료 및 타겟 전달 플랫폼의 리스크를 줄이고자 하는 포트폴리오 전략에 유용합니다.
SPION 기반 세포 표지는 초기 발견부터 전임상 검증까지 통합되어, 세포 타겟팅 및 전달 전략에 대한 가설 기반 테스트를 가능하게 합니다.