Name: Magnetometrie gebruiken om cellulaire integratie en daaropvolgende biologische afbraak van chemisch gesynthetiseerde ijzeroxide nanodeeltjes te monitoren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-02-27T13:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: Leer magnetometrie gebruiken om de integratie en biologische afbraak van ijzeroxide nanodeeltjes in menselijke stamcellen te monitoren. Deze methode helpt onderzoekers nanodeeltjes in biologische systemen te bestuderen.

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

Dit werk werd ondersteund door de Europese Unie (ERC-2014-CoG project MaTissE #648779). De auteurs willen graag het CNanoMat fysisch-chemische karakteriseringsplatform van University Paris 13 erkennen.

1. Synthese van magnetische nanodeeltjes
<ol><li>Kernsynthese – microgolfondersteund<ol>
<li>Los 400 mg ijzer(III) acetylacetonate op (>99,9%) in 10 ml benzylalcohol (BA, 99,8%) binnen een monogolfglasflacon van 30 ml.</li>
		<li>Verhoog de temperatuur van de suspensie van 25 tot 250 °C in 20 min (met een snelheid van 11,25 °C/min) en houd deze gedurende 30 minuten op 250 °C met behulp van een microgolfreactor.</li>
		<li>Breng de resulterende nanodeeltjes opgehangen in benzylalcohol over in een glazen flacon en scheid de nanodeeltjes gedurende 30 minuten met behulp van een neodymiummagneet.</li>
		<li>Was het neerslag in de vorige glazen flacon van 100 ml met 10 ml dichloormethaan, 1 M natriumhydroxide, ethanol, pH 7-water (drie keer) met behulp van een neodymiummagneet gedurende 5 minuten elke stap om nanodeeltjes te pelletiseren en het supernatant te verwijderen.</li>
		<li>Stel de nanodeeltjessuspensie in water in op pH 2 met 1 M zoutzuur en centrifugeer vervolgens in 100 kDa ultracentrifugaalfilters op 2.200 x g gedurende 10 minuten.</li>
		<li>Verwijder het filtraat, voeg 12 ml zoutzuur van10 -2 M toe aan de nanodeeltjesoplossing en centrifugeer in 100 kDa ultracentrifugaalfilters bij 2.200 x g gedurende 10 minuten (drie keer). Verdun vervolgens de nanodeeltjesoplossing binnen 10 ml zoutzuur van 10-2 M voordat u het coat.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Coating<ol>
<li>Verdun 175 mg citroenzuur en polyacrylzuur in water bij pH 2 in een glazen flacon van 100 ml en verstel de pH op 2 met een zoutzuuroplossing van 1 M.</li>
		<li>Voeg de 10 ml nanodeeltjes waterige dispersie toe aan de coatingmolecuuloplossing, overeenkomend met een massaverhouding van 5 tussen het coatingmolecuul en de nanodeeltjes. Roer gedurende 2 uur onder magnetisch roeren bij kamertemperatuur.</li>
		<li>Stel na de reactie de pH in op 7 met 1 M natriumhydroxide.</li>
		<li>Centrifugeer de nanodeeltjesoplossing 3 keer met gedeïensioniseerd (DI) water in 100 kDa ultracentrifugaalfilters bij 2.200 x g gedurende 10 minuten; verwijder het filtraat en verdun de nanodeeltjesoplossing in 12 ml DI-water.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Cultuur en magnetische etikettering van stamcellen
<ol><li>Kweek menselijke mesenchymale stamcellen (MSC) in compleet Mesenchymaal Stamcel GroeiMedium (MSCGM) bij 37 °C en 5% CO2. Wanneer de cellen op 90% samenvloeiing staan, voeg dan 10 ml trypsine-EDTA toe die voorverwarmd is bij 37 °C per 150 cm² kolf en laat 2-3 minuten staan om de cellen los te maken.<ol>
<li>Om te weten wanneer de cellen zijn losgemaakt, observeer ze met een helderveldmicroscoop. Resuspendeer de losgemaakte cellen in MSCGM en verdeel ze in vier kolven van 150 cm². Versterk de cellen op deze manier tot passage 4 tot 5.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bereid de oplossing van magnetische nanodeeltjes voor celetikettering: verspreid de gekozen concentratie ijzeroxide nanodeeltjes in serumvrij Roswell Park Memorial Institute medium (RMPI-1640) zonder glutamine. RPMI wordt gebruikt voor nanodeeltjes incubatie (en de bijbehorende spoelstappen) omdat het een lagere ionische sterkte heeft dan DMEM en beter voorkomt dat nanodeeltjes aggregatie gebeurtenissen.</li>
	<li>Wanneer de cellen zich op passage 4 of 5 en 90% samenvloeien, verwijdert u het MSCGM-medium, spoelt u de cellen af met serumvrije RPMI (zonder glutamine) en voegt u 10 ml ijzeroxide nanodeeltjesoplossing toe per 150 cm2 kweekkolf, wat het minimale volume is dat nodig is om alle cellen te bedekken.</li>
	<li>Incubeer bij 37 °C en 5% CO2 gedurende 30 minuten en gooi vervolgens de nanodeeltjesoplossing weg. Was eenmaal met serumvrije RPMI-1640 (geen glutamine) en incubeer met Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) aangevuld met 10% FBS en 1% penicilline-streptomycine (25 ml per 150 cm2 kolf) 's nachts bij 37 °C en 5% CO2 om een volledige internalisatie van de nanodeeltjes mogelijk te maken.</li>
</ol>3. Vorming van stamcel-sferoïden
<ol><li>Vers bereid cel-sferoïde kweekmedium bestaande uit DMEM hoge glucose met L-glutamine aangevuld met 50 μM L-ascorbinezuur 2-fosfaat, 0,1 μM dexamethason, 1 mM natriumpyruvaat, 0,35 mM L-proline en 1% universeel kweeksupplement met insuline, humaan transferrine en seleneuszuur (ITS-Premix).</li>
	<li>Maak de magnetische MSC's los door 10 ml van 0,05% trypsine-EDTA voorverwarmd op 37 °C per 150 cm2 kolf gedurende 2-3 minuten toe te voegen. Wanneer de cellen worden losgemaakt, onmiddellijk de trypsine inactiveren door 1/3 van het volume DMEM toe te voegen aangevuld met 10% FBS en 1% penicilline-streptomycine voorverwarmd bij 37 °C.</li>
	<li>Centrifugeer de gescheiden cellen gedurende 5 minuten op 260 x g, aspireer het medium en schort de cellen opnieuw op in een klein volume (minder dan 1 ml per 150 cm² kolf) cel-sferoïde kweekmedium, zoals 200.000 cellen in ongeveer 50 μL medium. Tel het celnummer met behulp van een hemocytometer en pas indien nodig het volume aan.</li>
	<li>Voeg 1 ml vers bereid cel-sferoïde kweekmedium toe in een steriele conische centrifugebuis van 15 ml en voeg het volume geresuspendeerde oplossing toe dat overeenkomt met 200.000 cellen.</li>
	<li>Centrifugeer deze magnetisch gelabelde cellen gedurende 3 minuten op 180 x g, zoals het vormen van een celpellet aan de onderkant van de buis en het houden van het supernatant, het celkweekmedium.</li>
	<li>Open de buizen lichtjes om luchtuitwisseling mogelijk te maken en te incuberen bij 37 °C met 5% CO2 gedurende maximaal 21 dagen, kweektijd waarlangs de cellen een samenhangende 3D-structuur vormen die resulteert in een volledig gevormde sferoïde. Verander het medium twee keer per week.</li>
	<li>Was de sferoïden op bepaalde dagen tweemaal met cacodylaatbuffer gemaakt van 0,2 M cacodylaat verdund in gedemineraliseerd water en bevestig ze met 2% glutaraldehyde in 0,1 M cacodylaatbuffer verdund in gedestilleerd water gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur. Bewaar de vaste sferoïden in PBS totdat ze worden gebruikt voor VSM-meting of TEM-beeldvorming. Deze fixatiestap stopt alle biologische processen en maakt behoud op lange termijn mogelijk.</li>
</ol>4. Kwantificering van magnetische nanodeeltjes in oplossing en in cellulose met behulp van een trilmonstermagnetometer (VSM)
<ol><li>Plaats een bepaald volume magnetische nanodeeltjesoplossing (maximaal 10 μL) of een enkelcellige sferoïde in de monsterhouder die speciaal is ontworpen om in de VSM te passen.</li>
	<li>Voeg het monster in de VSM in en scan op monsterverschuiving. Plaats het monster op de positie die overeenkomt met het magnetiseringsmaximum.</li>
	<li>Voer de eerste meting uit bij een laag magnetisch veld (tussen -1500 Oe en +1500 Oe) met een snelheid van 20 Oe/s.</li>
	<li>Voer een tweede meting uit bij een hoog magnetisch veld (tussen -30 000 Oe en +30 000 Oe) met een snelheid van 200 Oe/s.</li>
</ol>5. Transmission Electron Microscopy (TEM) analyse
<ol><li>Voor de nanodeeltjesoplossingen deponeer 10 μL van de waterige oplossing op een met koolstof bedekt koperen rooster en laat het drogen bij kamertemperatuur.</li>
	<li>Voor de nanodeeltjes geïnternaliseerd in cellen, contrasteren de vaste cel-sferoïden met Oolong Tea Extract (OTE) op 0,5% verdund in 0,1 M cacodylaatbuffer, postfix met 1% osmiumtetroxide met 1,5% kaliumcyanoferraat en drogen vervolgens uit in gesorteerde ethanolbaden, opgenomen in Epon. Snijd ultrasecties van 70 nm en deponeer ze op cooperrasters.</li>
	<li>Maak foto's met behulp van een elektronenmicroscoop op 80 kV met een vergroting van 1k voor de observatie van hele cellen tot 40k voor de observatie van endosomale compartimenten.</li>
</ol>

<ol><li>Azevedo-Pereira, R. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+as+a+tool+to+track+mouse+neural+stem+cells+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Biology+Reports%22%5BJournal%5D)">Superparamagnetic iron oxide nanoparticles as a tool to track mouse neural stem cells in vivo.</a> Molecular Biology Reports. 46 (1), 191-198 (2019).</li>
<li>Fayol, D., Frasca, G., Le Visage, C., Gazeau, F., Luciani, N., Wilhelm, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+magnetic+forces+to+promote+stem+cell+aggregation+during+differentiation%2C+and+cartilage+tissue+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Use of magnetic forces to promote stem cell aggregation during differentiation, and cartilage tissue modeling.</a> Advanced Materials. 25 (18), Deerfield Beach, Fla. 2611-2616 (2013).</li>
<li>Kim, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+generation+of+spheroids+using+magnetic+nanoparticles+for+three-dimensional+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">High-throughput generation of spheroids using magnetic nanoparticles for three-dimensional cell culture.</a> Biomaterials. 34 (34), 8555-8563 (2013).</li>
<li>Yamamoto, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+artificial+skeletal+muscle+tissues+by+a+magnetic+force-based+tissue+engineering+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bioscience+and+Bioengineering%22%5BJournal%5D)">Preparation of artificial skeletal muscle tissues by a magnetic force-based tissue engineering technique.</a> Journal of Bioscience and Bioengineering. 108 (6), 538-543 (2009).</li>
<li>Gonçalves, A. I., Rodrigues, M. T., Gomes, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue-engineered+magnetic+cell+sheet+patches+for+advanced+strategies+in+tendon+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Tissue-engineered magnetic cell sheet patches for advanced strategies in tendon regeneration.</a> Acta Biomaterialia. 63, 110-122 (2017).</li>
<li>Du, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+3D+magnetic+tissue+stretcher+for+remote+mechanical+control+of+embryonic+stem+cell+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">A 3D magnetic tissue stretcher for remote mechanical control of embryonic stem cell differentiation.</a> Nature Communications. 8 (1), 400(2017).</li>
<li>Amiri, M., Salavati-Niasari, M., Pardakhty, A., Ahmadi, M., Akbari, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Caffeine%3A+A+novel+green+precursor+for+synthesis+of+magnetic+CoFe2O4+nanoparticles+and+pH-sensitive+magnetic+alginate+beads+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering%3A+C%22%5BJournal%5D)">Caffeine: A novel green precursor for synthesis of magnetic CoFe2O4 nanoparticles and pH-sensitive magnetic alginate beads for drug delivery.</a> Materials Science and Engineering: C. 76, 1085-1093 (2017).</li>
<li>Vangijzegem, T., Stanicki, D., Laurent, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+drug+delivery%3A+applications+and+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opinion+on+Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">Magnetic iron oxide nanoparticles for drug delivery: applications and characteristics.</a> Expert Opinion on Drug Delivery. 16 (1), 69-78 (2019).</li>
<li>Cazares-Cortes, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+insights+in+magnetic+hyperthermia%3A+From+the+%22hot-spot%22+effect+for+local+delivery+to+combined+magneto-photo-thermia+using+magneto-plasmonic+hybrids%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Recent insights in magnetic hyperthermia: From the "hot-spot" effect for local delivery to combined magneto-photo-thermia using magneto-plasmonic hybrids.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 138, 233-246 (2019).</li>
<li>Espinosa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+%28Hyper%29Thermia+or+Photothermia%3F+Progressive+Comparison+of+Iron+Oxide+and+Gold+Nanoparticles+Heating+in+Water%2C+in+Cells%2C+and+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Magnetic (Hyper)Thermia or Photothermia? Progressive Comparison of Iron Oxide and Gold Nanoparticles Heating in Water, in Cells, and in vivo.</a> Advanced Functional Materials. 28 (37), 1803660(2018).</li>
<li>Plan Sangnier, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+thermal+therapy+with+genetically+engineered+magnetite+magnetosomes%40RGD%3A+Photothermia+is+far+more+efficient+than+magnetic+hyperthermia%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Targeted thermal therapy with genetically engineered magnetite magnetosomes@RGD: Photothermia is far more efficient than magnetic hyperthermia.</a> Journal of Controlled Release. 279, 271-281 (2018).</li>
<li>Pham, B. T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodistribution+and+Clearance+of+Stable+Superparamagnetic+Maghemite+Iron+Oxide+Nanoparticles+in+Mice+Following+Intraperitoneal+Administration%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Biodistribution and Clearance of Stable Superparamagnetic Maghemite Iron Oxide Nanoparticles in Mice Following Intraperitoneal Administration.</a> International Journal of Molecular Sciences. 19 (1), (2018).</li>
<li>Kolosnjaj-Tabi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biotransformations+of+magnetic+nanoparticles+in+the+body%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Today%22%5BJournal%5D)">Biotransformations of magnetic nanoparticles in the body.</a> Nano Today. 11 (3), 280-284 (2016).</li>
<li>Bargheer, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+distribution+and+degradation+of+radiolabeled+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+and+quantum+dots+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Beilstein+Journal+of+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">The distribution and degradation of radiolabeled superparamagnetic iron oxide nanoparticles and quantum dots in mice.</a> Beilstein Journal of Nanotechnology. 6, 111-123 (2015).</li>
<li>Freund, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+and+widely+applicable+method+to+59Fe-radiolabel+monodisperse+superparamagnetic+iron+oxide+nanoparticles+for+in+vivo+quantification+studies%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">A simple and widely applicable method to 59Fe-radiolabel monodisperse superparamagnetic iron oxide nanoparticles for in vivo quantification studies.</a> ACS Nano. 6 (8), 7318-7325 (2012).</li>
<li>Singh, S. P., Rahman, M. F., Murty, U. S. N., Mahboob, M., Grover, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+of+genotoxicity+and+tissue+distribution+of+nano+and+micron+sized+iron+oxide+in+rats+after+acute+oral+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+and+Applied+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Comparative study of genotoxicity and tissue distribution of nano and micron sized iron oxide in rats after acute oral treatment.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 266 (1), 56-66 (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>Briley-Saebo, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hepatic+cellular+distribution+and+degradation+of+iron+oxide+nanoparticles+following+single+intravenous+injection+in+rats%3A+implications+for+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+and+Tissue+Research%22%5BJournal%5D)">Hepatic cellular distribution and degradation of iron oxide nanoparticles following single intravenous injection in rats: implications for magnetic resonance imaging.</a> Cell and Tissue Research. 316 (3), 315-323 (2004).</li>
<li>Gu, L., Fang, R. H., Sailor, M. J., Park, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+Clearance+and+Toxicity+of+Monodisperse+Iron+Oxide+Nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">In vivo Clearance and Toxicity of Monodisperse Iron Oxide Nanocrystals.</a> ACS Nano. 6 (6), 4947-4954 (2012).</li>
<li>Sangnier, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+magnetic+nanoparticle+surface+coating+on+their+long-term+intracellular+biodegradation+in+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Impact of magnetic nanoparticle surface coating on their long-term intracellular biodegradation in stem cells.</a> Nanoscale. , (2019).</li>
<li>Mazuel, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magneto-Thermal+Metrics+Can+Mirror+the+Long-Term+Intracellular+Fate+of+Magneto-Plasmonic+Nanohybrids+and+Reveal+the+Remarkable+Shielding+Effect+of+Gold%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Magneto-Thermal Metrics Can Mirror the Long-Term Intracellular Fate of Magneto-Plasmonic Nanohybrids and Reveal the Remarkable Shielding Effect of Gold.</a> Advanced Functional Materials. 27 (9), 1605997(2017).</li>
<li>Van de Walle, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biosynthesis+of+magnetic+nanoparticles+from+nano-degradation+products+revealed+in+human+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Biosynthesis of magnetic nanoparticles from nano-degradation products revealed in human stem cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 116 (10), 4044-4053 (2019).</li>
<li>Mazuel, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Massive+Intracellular+Biodegradation+of+Iron+Oxide+Nanoparticles+Evidenced+Magnetically+at+Single-Endosome+and+Tissue+Levels%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Massive Intracellular Biodegradation of Iron Oxide Nanoparticles Evidenced Magnetically at Single-Endosome and Tissue Levels.</a> ACS Nano. 10 (8), 7627-7638 (2016).</li>
<li>Bee, A., Massart, R., Neveu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+very+fine+maghemite+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetism+and+Magnetic+Materials%22%5BJournal%5D)">Synthesis of very fine maghemite particles.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 149 (1), 6-9 (1995).</li>
<li>Feldmann, C., Jungk, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyol-Mediated+Preparation+of+Nanoscale+Oxide+Particles%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Polyol-Mediated Preparation of Nanoscale Oxide Particles.</a> Angewandte Chemie International Edition. 40 (2), 359-362 (2001).</li>
<li>Hyeon, T., Lee, S. S., Park, J., Chung, Y., Na, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+Highly+Crystalline+and+Monodisperse+Maghemite+Nanocrystallites+without+a+Size-Selection+Process%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Synthesis of Highly Crystalline and Monodisperse Maghemite Nanocrystallites without a Size-Selection Process.</a> Journal of the American Chemical Society. 123 (51), 12798-12801 (2001).</li>
<li>Pinna, N., Grancharov, S., Beato, P., Bonville, P., Antonietti, M., Niederberger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetite+Nanocrystals%3A+Nonaqueous+Synthesis%2C+Characterization%2C+and+Solubility%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Magnetite Nanocrystals: Nonaqueous Synthesis, Characterization, and Solubility.</a> Chemistry of Materials. 17 (11), 3044-3049 (2005).</li>
<li>Richard, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((USPIO+size+control+through+microwave+nonaqueous+sol-gel+method+for+neoangiogenesis+T2+MRI+contrast+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">USPIO size control through microwave nonaqueous sol-gel method for neoangiogenesis T2 MRI contrast agent.</a> Nanomedicine. 11 (21), 2769-2797 (2016).</li>
<li>Ngo, A. T., Pileni, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assemblies+of+Ferrite+Nanocrystals%3A+Partial+Orientation+of+the+Easy+Magnetic+Axes%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Assemblies of Ferrite Nanocrystals: Partial Orientation of the Easy Magnetic Axes.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 105 (1), 53-58 (2001).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+synthesis+conditions+on+the+properties+of+citric-acid+coated+iron+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectronic+Engineering%22%5BJournal%5D)">Effect of synthesis conditions on the properties of citric-acid coated iron oxide nanoparticles.</a> Microelectronic Engineering. 110, 329-334 (2013).</li>
<li>Sun, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+stem+cells+and+macrophages+with+gold+and+iron+oxide+nanoparticles+-+The+choice+of+the+best+suited+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Materials+Today%22%5BJournal%5D)">Tracking stem cells and macrophages with gold and iron oxide nanoparticles - The choice of the best suited particles.</a> Applied Materials Today. 15, 267-279 (2019).</li>
<li>Buchner, M., Höfler, K., Henne, B., Ney, V., Ney, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tutorial%3A+Basic+principles%2C+limits+of+detection%2C+and+pitfalls+of+highly+sensitive+SQUID+magnetometry+for+nanomagnetism+and+spintronics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Tutorial: Basic principles, limits of detection, and pitfalls of highly sensitive SQUID magnetometry for nanomagnetism and spintronics.</a> Journal of Applied Physics. 124 (16), 161101(2018).</li>
<li>Wilhelm, C., Gazeau, F., Bacri, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetophoresis+and+ferromagnetic+resonance+of+magnetically+labeled+cells%5BTitle%5D)+AND+%22European+Biophysics+Journal%22%5BJournal%5D)">Magnetophoresis and ferromagnetic resonance of magnetically labeled cells.</a> European Biophysics Journal. 31 (2), 118-125 (2002).</li>
<li>Jing, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+intracellular+magnetic+nanoparticle+uptake+measured+by+live+cell+magnetophoresis%5BTitle%5D)+AND+%22The+FASEB+Journal%22%5BJournal%5D)">Quantitative intracellular magnetic nanoparticle uptake measured by live cell magnetophoresis.</a> The FASEB Journal. 22 (12), 4239-4247 (2008).</li>
<li>Van de Walle, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+in+situ+magnetic+measurement+of+the+intracellular+biodegradation+of+iron+oxide+nanoparticles+in+a+stem+cell-spheroid+tissue+model%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Research%22%5BJournal%5D)">Real-time in situ magnetic measurement of the intracellular biodegradation of iron oxide nanoparticles in a stem cell-spheroid tissue model.</a> Nano Research. , (2020).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Met behulp van een snelle en efficiënte microgolfsynthese kunnen magnetische nanodeeltjes gemakkelijk worden gesynthetiseerd, met gecontroleerde grootte en verder worden bedekt met bepaalde moleculen. Een cruciale stap is om het ijzerzout en de benzylalcohol onder vacuüm op te slaan om een kleine dispersie in grootte te houden. De benzylalcohol werkt zowel als oplosmiddel als ligand en maakt het mogelijk om direct gekalibreerd kaal ijzeroxide te verkrijgen zonder dat er extra liganden nodig zijn. Na de overdracht van nan...

Er is een toegenomen interesse in de magnetische kenmerken van ijzeroxide nanodeeltjes voor een breed scala aan biomedische toepassingen. Hun reactie op magnetische resonantie maakt ze betrouwbare contrastmiddelen voor magnetische resonantie beeldvorming (MRI), een voordeel in de regeneratieve geneeskunde waar cellen met het label magnetische nanodeeltjes kunnen worden gevolgd in vivo na implantatie1. Met behulp van magnetische velden kunnen cellen ook op afstand worden geleid; op deze manier kunnen cellulaire sferoïden2,3,ringen 4ofvellen 5 magnetisch worden ontworpen en ook op afstand worden gestimuleerd6, een aanwinst in de ontwikkeling van steigervrije weefsels. Het scala aan mogelijkheden voor deze nanodeeltjes omvat ook toedieningssystemen voor geneesmiddelen7,8 en magnetische en foto-geïnduceerde hyperthermische behandeling om kankercellen te doden9,10,11. Voor al deze toepassingen worden de nanodeeltjes geïntegreerd in de biologische omgeving, hetzij door intraveneuze injectie, hetzij door directe internalisatie in cellen en worden ze vervolgens binnengelaten, wat hun intracellulaire lot in twijfel brengt.
In vivo analyses brachten een algemeen begrip van het lot van de nanodeeltjes in het organisme over: bij injectie in de bloedstroom worden ze voor het eerst meestal gevangen door de macrofagen van de lever (Kupffer-cellen), milt en beenmerg, geleidelijk afgebroken en sluiten ze zich aan bij de ijzeren pool van het organisme12,13,14,15,16,17,18,19. Kwalitatieve waarnemingen zijn alleen mogelijk vanwege de circulatie van de nanodeeltjes in het hele organisme. Meestal kan transmissie elektronische microscopie (TEM) worden gebruikt om de nanodeeltjes direct te observeren en kan de aanwezigheid van ijzer in de organen worden bepaald via de dosering. Meer recentelijk is hun lot rechtstreeks beoordeeld op een pool van cellen, wat betekent dat ze in een nauw circuit zonder ijzeren ontsnapping, waardoor een kwantitatieve meting van hun biotransformaties op celniveau20,21,22mogelijk is . Dergelijke metingen zijn mogelijk door de analyse van de magnetische eigenschappen van de nanodeeltjes die nauw verbonden zijn met hun structurele integriteit. Vibrerende monstermagnetometrie (VSM) is een techniek waarbij het monster periodiek wordt getrild, zodat de spoelmeting van de geïnduceerde flux het magnetische moment van het monster op het toegepaste magnetische veld biedt. Een dergelijke synchrone detectie maakt een snelle meting mogelijk , wat een aanwinst is voor het bepalen van de magnetische momenten van een groot aantal monsters20,21,22,23. De macroscopische magnetische signatuur die door VSM wordt opgehaald, geeft vervolgens een kwantitatief overzicht van het volledige biologische monster dat rechtstreeks is gecorreleerd met de grootte en structuur van de nanodeeltjes. Het biedt met name het magnetische moment bij verzadiging (uitgedrukt in emu) van de monsters, wat een directe kwantificering is van het aantal magnetische nanodeeltjes dat in het monster aanwezig is, respectievelijk aan hun specifieke magnetische eigenschappen.
Het is aangetoond dat de intracellulaire verwerking van magnetische nanodeeltjes nauw verbonden is met hun structurele kenmerken20. Deze functies kunnen worden bestuurd via optimale syntheseprotocollen. Elk protocol biedt voordelen en beperkingen. IJzeroxide nanodeeltjes worden gewoonlijk gesynthetiseerd in waterige oplossingen via coprecipatie van ijzerionen24. Om de beperkingen van polydispersiteit van nanodeeltjesgrootte te overwinnen, zijn andere synthesemethoden ontwikkeld, zoals polyolgemedieerde sol-gel-methoden25. Nonaqueous benaderingen door thermische ontbinding leidt tot de productie van zeer goed gekalibreerde ijzeroxide nanodeeltjes26. Het gebruik van enorme hoeveelheden oppervlakteactieve stoffen zoals oleylamine of oliezuur bemoeilijkt echter hun functionalisatie en wateroverdracht voor biomedische toepassingen. Om deze reden synthetiseren we dergelijke magnetische nanodeeltjes via een nonaqueous sol gel-route die leidt tot een hoge kristalliniteit, zuiverheid en reproduceerbaarheid27. Dit protocol produceert goed gecontroleerde grootte nanodeeltjes die kunnen worden afgestemd door middel van temperatuurvariatie28. Niettemin heeft de niet-waterige sol-gelroute in de magnetron een bovengrens van de verkregen nanodeeltjes van ongeveer 12 nm. Deze procedure zou niet worden aangepast voor toepassingen met ferromagnetische deeltjes bij kamertemperatuur. Naast de kernsynthese is een ander belangrijk kenmerk dat in overweging moet worden genomen de coating. Liggend aan het oppervlak van het nanodeeltje fungeert de coating als een verankeringsmolecuul, dat de gerichte internalisatie van de nanodeeltjes helpt, of het kan het nanodeeltje beschermen tegen afbraak. Omdat benzylalcohol tegelijkertijd als zuurstofbron en ligand fungeert, worden kale nanodeeltjes geproduceerd zonder dat er extra oppervlakteactieve stoffen of liganden nodig zijn. De nanodeeltjes worden dan gemakkelijk gefunctionaliseerd na synthese zonder een oppervlakteactieve uitwisselingsproces.
Hierin worden twee soorten nanodeeltjes beoordeeld die dezelfde kern bezitten en verschillen in de coating. De kern wordt gesynthetiseerd met behulp van een snelle en zeer efficiënte techniek op basis van de magnetron. De twee vergeleken coatings bestaan uit citroenzuur, een van de meest gebruikte als coatingmiddel in biomedische toepassingen29,30, en polyacrylzuur (PAA), een polymere coating met een groot aantal chelaatfuncties. VSM-magnetometriemetingen worden vervolgens eerst gebruikt om de opname van nanodeeltjes door de cellen te kwantificeren en vervolgens als een directe beoordeling van de structurele integriteit van het nanodeeltje bij internalisatie in stamcellen. De resultaten tonen aan dat de incubatieconcentratie van invloed is op de opname van nanodeeltjes en dat de coating hun afbraak beïnvloedt, waarbij het grote aantal verankeringsmoleculen van PAA de kern beschermt tegen afbraak.

<table><tbody><tr><td>0.05% Trypsin-EDTA (1x)</td><td>Life Technologies</td><td>25300-054</td><td></td></tr><tr><td>Benzyl alcohol for synthesis</td><td>Sigma Aldrich</td><td>8.22259</td><td></td></tr><tr><td>Dexamethason</td><td>Sigma</td><td>D4902</td><td>Bereid een 1 mM stamoplossing verdund in ethanol 100% en bewaar bij -20&deg;C</td></tr><tr><td>Dichloormethaan &ge;99% gestabiliseerd, GPR RECTAPUR</td><td>VWR Chemicals</td><td>23367</td><td></td></tr><tr><td>DMEM met Glutamax I</td><td>Life Technologies</td><td>31966-021</td><td>Geen natriumpyruvaat, geen HEPES</td></tr><tr><td>Ethanol absoluut</td><td>VWR</td><td>20821.310</td><td></td></tr><tr><td>Fetaal bovien serum</td><td>Life Technologies</td><td>10270-106</td><td></td></tr><tr><td>Formaline oplossing 10% neutraal gebufferd</td><td>Sigma</td><td>HT5012</td><td></td></tr><tr><td>Zoutzuur, 1.0N gestandaardiseerde oplossing</td><td>Alfa Aesar</td><td>35640</td><td></td></tr><tr><td>Iron(III) acetylacetonate (> 99.9%)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>517003</td><td></td></tr><tr><td>ITS Premix Universal Cultuursupplement (20x)</td><td>Corning</td><td>354352</td><td></td></tr><tr><td>L-Ascorbinezuur 2-fosfaat</td><td>Sigma</td><td>A8960</td><td>Bereid een verse geconcentreerde oplossing (25 mM) verdund in gedistilleerd water</td></tr><tr><td>L-Proline</td><td>Sigma</td><td>P5607</td><td>Bereid een 175 mM stamoplossing verdund in gedistilleerd water en bewaar bij 4&deg;C</td></tr><tr><td>Mesenchymale Stamcel (MSC)</td><td>Lonza</td><td>PT-2501</td><td></td></tr><tr><td>Monowave glazen flesje</td><td>Anton Paar</td><td>82723_us</td><td></td></tr><tr><td>Microgolfreactor</td><td>Anton Paar</td><td>Monowave 300</td><td></td></tr><tr><td>MSCGM BulletKit medium</td><td>Lonza</td><td>PT-3001</td><td>Voor het volledige medium, voeg het meegeleverde BulletKit (bevattend serum, glutamine en antibiotica) toe aan het MSCGM medium</td></tr><tr><td>PBS zonder CaCl2 zonder MgCl2</td><td>Life Technologies</td><td>14190-094</td><td></td></tr><tr><td>Penicilline (10.000U/mL)/Streptomycine (10.000&micro;g/mL)</td><td>Life Technologies</td><td>15140-122</td><td></td></tr><tr><td>Poly(acrylzuur, natriumzout)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>416010</td><td>MW = 1200 g/mol</td></tr><tr><td>RPMI medium 1640, geen Glutamine</td><td>Life Technologies</td><td>31870-025</td><td>Geen natriumpyruvaat, geen HEPES</td></tr><tr><td>Natriumhydroxide, 1.0N gestandaardiseerde oplossing</td><td>Alfa Aesar</td><td>35629</td><td></td></tr><tr><td>Natriumpyruvaat oplossing 100mM</td><td>Sigma</td><td>S8636</td><td></td></tr><tr><td>Steriele conische centrifugeerbuis</td><td>Falcon</td><td>352097</td><td>15 mL buizen</td></tr><tr><td>Trypsin-EDTA (0.05%), fenol rood</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>25300054</td><td></td></tr><tr><td>Tri-natriumcitraat</td><td>VWR</td><td>33615.268</td><td>Bereid een 1 M stamoplossing verdund in gedistilleerd water en bewaar bij 4&deg;C</td></tr><tr><td>Tri-natriumcitraatdihydraat, gecertificeerd AR voor analyse</td><td>Sigma Aldrich</td><td>10396430</td><td></td></tr><tr><td>Ultra centrifugaalfilter</td><td>Amicon</td><td>AC S510024</td><td></td></tr></tbody></table>

magnetometrie gebruiken om cellulaire integratie en daaropvolgende biologische afbraak van chemisch gesynthetiseerde ijzeroxide nanodeeltjes te monitoren

Using Magnetometry to Monitor Cellular Incorporation and Subsequent Biodegradation of Chemically Synthetized Iron Oxide Nanoparticles

Magnetische nanodeeltjes, gemaakt van ijzeroxide, vormen een eigenaardige interesse voor een breed scala aan biomedische toepassingen waarvoor ze vaak in cellen worden geïnternaliseerd en vervolgens binnen worden gelaten. Een uitdaging is om hun lot in de intracellulaire omgeving te beoordelen met betrouwbare en nauwkeurige methodologieën. Hierin introduceren we het gebruik van de vibrerende monstermagnetometer (VSM) om de integriteit van magnetische nanodeeltjes in cellen nauwkeurig te kwantificeren door hun magnetische moment te meten. Stamcellen worden eerst geëtiketteerd met twee soorten magnetische nanodeeltjes; de nanodeeltjes hebben dezelfde kern geproduceerd via een snelle en efficiënte nonaqueous sol gel synthese in de magnetron en verschillen in hun coating: het veelgebruikte citroenzuurmolecuul wordt vergeleken met polyacrylzuur. De vorming van 3D-cel-sferoïden wordt vervolgens bereikt via centrifugatie en het magnetische moment van deze sferoïden wordt op verschillende tijdstippen gemeten met de VSM. Het verkregen moment is een directe vingerafdruk van de integriteit van de nanodeeltjes, met afnemende waarden die wijzen op een afbraak van nanodeeltjes. Voor beide nanodeeltjes neemt het magnetische moment in de loop van de cultuurtijd af en onthult hun biologische afbraak. Een beschermend effect van de polyacrylzuurcoating wordt ook getoond, in vergelijking met citroenzuur.

Met behulp van de microgolfgeassisteerde synthese worden magnetische nanodeeltjes met een monodisperse 8,8 ± kerngrootte van 2,5 nm geproduceerd en bedekt met citraat of PAA (figuur 1A). Stamcellen worden vervolgens geïncubeerd met deze nanodeeltjes verspreid in kweekmedium in een bepaalde concentratie gedurende 30 minuten, wat resulteert in hun endocytose en opsluiting in de cellulaire endosomen (figuur 1B). De magnetische stamcellen worden vervolgens opgehange...

IJzeroxide nanodeeltjes worden gesynthetiseerd via een nonaqueous sol gel procedure en bedekt met anionische korte moleculen of polymeer. Het gebruik van magnetometrie voor het monitoren van de integratie en biotransformaties van magnetische nanodeeltjes in menselijke stamcellen wordt aangetoond met behulp van een trillende monstermagnetometer (VSM).

Magnetometrie gebruiken om cellulaire integratie en daaropvolgende biologische afbraak van chemisch gesynthetiseerde ijzeroxide nanodeeltjes te monitoren

Magnetic nanoparticles, made of iron oxide, present a peculiar interest for a wide range of biomedical applications for which they are often internalized ...

Deze video introduceert een snelle en efficiënte methode voor de synthese van magnetische nanodeeltjes en het gebruik van magnetometrie om transformatie in de biologische omgeving te fotograferen. Magnetische nanodeeltjes hebben meer aandacht getrokken voor biomedische toepassingen, en het is belangrijk om te begrijpen dat het lot ooit geïnternaliseerd was in cellen. Dit wordt hier bereikt door het cellulaire magnetisme te meten.Voor zowel magnetische nanodeeltjessynthese als metingen kan het resultaat worden beïnvloed door verontreiniging. Gebruik goed gereinigde chemische flacons en zorg ervoor dat de magnetometerapparatuur vrij is van verontreiniging. De magnetometrie monsterhouder wordt meestal gebruikt voor poedermonsters.We laten zien hoe u het gebruik van de houder aanpassen aan vloeibare of biologische monsters. In een 30 milliliter mana golfglas flacon oplossen 400 milligram ijzer drie acetylacetonate in 10 milliliter benzylalcohol. Verwarm met behulp van een microgolfreactor de suspensie van 25 graden Celsius tot 250 graden Celsius met een snelheid van 11,25 graden Celsius per minuut en houd deze op 250 graden Celsius.Om de nanodeeltjes te scheiden, breng je een neodymiummagneet aan gedurende 30 minuten. Om de nanodeeltjes te pelleten, voert u een reeks wasbeurten uit met behulp van 10 milliliter van de aangewezen wasvloeistof en brengt u gedurende vijf minuten een neodymiummagneet aan. Verwijder het filtraat en voeg 12 milliliter van 10 toe aan de min twee molaire zoutzuur.Centrifugeer de suspensie en een filter van 100 kilodalton op 2,200 keer G gedurende 10 minuten. Resuspender vervolgens de nanodeeltjes in 10 milliliter van 10 tot de min twee molaire zoutzuur. Bereid de coatingmolecuuloplossing voor zoals beschreven in het manuscript.Voeg de 10 milliliter nanodeeltjes waterige dispersie toe aan de coatingmolecuuloplossing met een massaverhouding van vijf tot één tussen de coatingmoleculen en de nanodeeltjes. Roer het mengsel vervolgens twee uur op kamertemperatuur met behulp van een magneetroerder. Nadat de reactie is voltooid, past u de pH van het mengsel aan op zeven met één molair natriumhydroxide.Wanneer de cultuur van menselijke mesenchymale stamcellen zich op passage vijf en 90% samenvloeit, verwijdert u het medium en spoelt u de cellen af met serumvrije RPMI zonder glutamine. Voeg aan elke kweekkolf van 150 vierkante centimeter 10 milliliter van de nanodeeltjessuspensie toe. Incubeer de kolven op 37 graden Celsius en 5% kooldioxide gedurende 30 minuten.Gooi vervolgens het medium met de nanodeeltjessuspensie weg en was de cellen eenmaal met serumvrije RPMI 1640. Voeg DMEM aangevuld met 10%FBS en 1%penicilline streptomycine toe. Incubeer 's nachts bij 37 graden Celsius en 5% kooldioxide om volledige internalisatie van de nanodeeltjes mogelijk te maken.Voeg 10 milliliter 0,05% trypsine EDTA voorverwarmd voor 37 graden Celsius toe aan elke kolf van magnetisch gelabelde MSC's. Na twee tot drie minuten, wanneer de cellen zijn losgemaakt, onmiddellijk de trypsine inactiveren door het toevoegen van een derde van het volume van vooraf gewaarschuwd aangevulde DMEM. Centrifugeer de losgemaakte cellen gedurende vijf minuten op 260 keer G.Aspireer het medium en resuspend de cellen in een klein volume cel-sferoïde kweekmedium bij een concentratie van ongeveer 200.000 cellen per 50 microliters. Voeg een milliliter vers bereid cel-sferoïde kweekmedium toe aan een steriele conische centrifugebuis van 15 milliliter. Voeg vervolgens een volume celsuspensie toe dat overeenkomt met 200.000 cellen.Centrifugeer deze magnetisch gelabelde cellen gedurende drie minuten op 180 keer G om een celpellet aan de onderkant van de buis te vormen. Plaats vervolgens de buis in de incubator op 37 graden Celsius en 5% kooldioxide, waardoor de dop enigszins geopend blijft voor gasuitwisseling. Plaats een bepaald volume magnetisch nanodeeltje of een vaste sferoïde suspensie met één cel in de trilmonstermagnetometer of vsm-monsterhouder.Indien nodig kan PTFE-tape worden gebruikt om lekkage te voorkomen. Plaats de monsterhouder in de VSM en scan op monsterverschuiving. Plaats het monster op de positie die overeenkomt met het magnetiseringsmaximum.Voer de eerste meting uit bij een laag magnetisch veld tussen negatieve 1, 500 Oersteds en positieve 1.500 Oersteds met een snelheid van 20 Oersteds per seconde. Voer een tweede meting uit bij een hoog magnetisch veld tussen nul Oersteds en positieve 30.000 Oersteds met een snelheid van 200 Oersteds per seconde. 10 microliters nanodeeltjes verspreid in een waterige oplossing werden gemeten in de trilmonstermagnetometer.De helling van het tweede deel van de curve is de diamagnetische constante, die het diamagnetische signaal van het water en de monsterhouder vertegenwoordigt. Deze diamagnetische constante werd afgetrokken van het magnetische moment van de oplossing om alleen het magnetische moment van de nanodeeltjes te verkrijgen. Het magnetische moment bij verzadiging werd toen bepaald.Gecoate nanodeeltjes werden geïnternaliseerd in stamcellen. Elektronenmicroscoopbeelden tonen de met citraat bedekte en PAA-gecoate nanodeeltjes die in de endosomen zijn opgesloten. Nadat de cellen door centrifugatie waren gekorreld, vormden ze een cel-sferoïde die gedurende langere tijd in de kweek kan worden bewaard.Individuele cel-sferoïden werden ook gemeten met behulp van de VSM en het verzadigingsmagnetisch moment werd gebruikt om de hoeveelheid nanodeeltjes in een cellulair monster te berekenen. De opname van de nanodeeltjes bleek afhankelijk te zijn van hun incubatieconcentratie. Een afname van magnetisme van de cel-sferoïden in de loop van de tijd wees op de biologische afbraak van de nanodeeltjes, wat werd bevestigd door elektronenmicroscopie.De afbraak was aanzienlijker in de met citraat bedekte nanodeeltjes dan in de met PAA bedekte nanodeeltjes. Met behulp van magnetometrie kan de afbraak van magnetische nanodeeltjes in cellen nauwkeurig worden gekwantificeerd en kan de impact van de toekomst van nanodeeltjes op geïnteresseerden in rauw gedrag worden beoordeeld. In dit protocol werden de magnetometriemetingen uitgevoerd op celsferoïden, maar ze kunnen worden uitgebreid tot cellen in suspensie of naar organen.Met de beschreven methode bent u in staat om de interacties van nieuw ontworpen magnetische nanodeeltjes in verschillende celsystemen van belang te verkennen, maar u ook hun in vivo biodistributie en lot volgen.

using-magnetometry-to-monitor-cellular-incorporation-subsequent

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

We beschrijven een techniek voor etikettering en het bijhouden van stamcellen met FDA-goedgekeurde, superparamagnetische ijzeroxide (SPIO), ferumoxytol (Feraheme). Deze cellulaire beeldvorming techniek die magnetische resonantie (MR) beeldvorming maakt gebruik van voor visualisatie, is gemakkelijk toegankelijk voor de lange termijn monitoring en diagnose van succesvolle of mislukte stamcellen engraftments bij patiënten.

Labeling stamcellen met Ferumoxytol, een FDA-goedgekeurd ijzeroxide Nanodeeltje

Source: Arias, S. L., et al. Fabrication of a Functionalized Magnetic Bacterial Nanocellulose with Iron Oxide Nanoparticles. J. Vis. Exp. (2016)This video demonstrates the in situ synthesis of magnetite nanoparticles within a bacterial nanocellulose pellicle produced by Gluconacetobacter xylinus. It explains how magnetic bacterial nanocellulose is generated through iron ion infusion, alkaline precipitation, and purification.

Generation of Magnetite-Embedded Bacterial Nanocellulose Pellicles

Hier presenteren we een protocol om bacteriële nanocellulose (BNC) magnetisch te maken voor toepassingen bij de reconstructie van beschadigde bloedvaten. De BNC werd gesynthetiseerd door de G. xylinus-stam. Aan de andere kant werd de magnetisatie van de BNC gerealiseerd door in situ precipitatie van Fe2+ en Fe3+ ijzerionen binnenin het BNC-maashek.

Fabricage van een gefunctionaliseerd Magnetic Bacterial Nanocellulose met ijzeroxide Nanodeeltjes

Gerichte celbezorging is nuttig in een verscheidenheid aan biomedische toepassingen. Het doel van dit protocol is om superparamagnetische ijzeroxide nanodeeltjes (SPION) te gebruiken om cellen te labelen en daardoor magnetische celaanpakbenaderingen mogelijk te maken voor een hoge mate van controle over celbezorging en -lokalisatie.

Cel Labeling en Targeting met superparamagnetische ijzeroxide Nanodeeltjes

Microwave technologie maakt extreem snelle synthese van ijzeroxide nanodeeltjes voor atherosclerose plaque karakterisering. Het gebruik van een aminobisphosphonate in de buitenzijde van de nanodeeltjes verschaft een snelle accumulatie in de atherosclerotische gebied.

-Magnetron gedreven Synthese van ijzeroxide nanopartikels voor snelle detectie van atherosclerose

Er wordt een protocol voor de synthese en kationisatie van kobalt-gedopeerd magnetoferritine gepresenteerd, evenals een methode om stamcellen snel te magnetiseren met gekationiseerd magnetoferritine.

Synthese van gekationiseerde Magnetoferritin voor ultrasnelle magnetisatie van Cells

Beschrijven we een procedure voor de opsporing van chemische elementen aanwezig in situ in menselijke cellen, alsmede hun kwantificering in vitro . De methode is geschikt voor elk celtype en is vooral nuttig voor de kwantitatieve chemische analyses in afzonderlijke cellen na in vitro metaaloxide nanodeeltjes blootstelling.

In Situ Detectie en eencellige kwantificering van metaaloxide nanodeeltjes met behulp van nucleaire Microprobe analyse

Dit manuscript beschrijft de efficiënte, niet-virale aflevering van miR aan endotheelcellen door een PEI / MNP vector en de magnetisatie. Dus behalve genetische modificatie, deze benadering voor magnetische cellen leiding en MRI detecteerbaarheid. De techniek kan worden gebruikt om de kenmerken van de therapeutische cel producten te verbeteren.

voorbereiding en<em&gt; In Vitro</em&gt; Karakterisering van Magnetische miR-gemodificeerde endotheelcellen

Dit werk beschrijft protocollen voor de bereiding van magnetische nanodeeltjes, de coating met SiO2, gevolgd door de amine functionalisatie met (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) en de vermenging met deferoxamine met behulp van een succinyl moiety als linker. Een diepe structurele karakteriseringsbeschrijving en een vangstbacteriëntest met behulp van Y. enterocolitica voor alle tussenliggende nanodeeltjes en de uiteindelijke conjugaat worden ook in detail beschreven.

Synthese van gefunctionaliseerde magnetische nanodeeltjes, hun vervoeging met de Siderophore Feroxamine en de evaluatie voor bacteriën detectie

In dit werk bieden we een protocol om magnetische nanomaterialen te biofunctionaliseren met antilichamen voor specifieke celtargeting. We gebruiken bijvoorbeeld ijzeren nanodraden om kankercellen aan te pakken.

Biofunctionalisering van magnetische nanomaterialen

De volgende studie evalueert het toxicologische profiel van een geselecteerd metaal-organisch raamwerk met behulp van elektrische celsubstraatimpedantiedetectie (ECIS), een real-time, high-throughput screeningstechniek.

Elektrische cel-substraatdetectie voor real-time evaluatie van toxicologische profielen van metaal-organische kaders

Leer magnetometrie gebruiken om de integratie en biologische afbraak van ijzeroxide nanodeeltjes in menselijke stamcellen te monitoren. Deze methode helpt onderzoekers nanodeeltjes in biologische systemen te bestuderen.

Magnetometrie gebruiken om cellulaire integratie en daaropvolgende biologische afbraak van chemisch gesynthetiseerde ijzeroxide nanodeeltjes te monitoren (Video) | JoVE Journal

Magnetometrie gebruiken om cellulaire integratie en daaropvolgende biologische afbraak van chemisch gesynthetiseerde ijzeroxide nanodeeltjes te monitoren

Meer video's verkennen