19 октября 2015 г.
Адресная доставка клеток полезна в различных биомедицинских приложениях. Целью этого протокола является использование суперпарамагнитных наночастиц оксида железа (SPION) для мечения клеток и тем самым обеспечение подходов к магнитному нацеливанию на клетки для высокой степени контроля над доставкой и локализацией клеток.
Общая цель этой процедуры заключается в синтезе сверхпарамагнитных наночастиц оксида железа и использовании этих частиц для маркировки клеток для магнитного нацеливания и сортировки. Это достигается путем синтеза наночастиц магнетита диаметром 10 нанометров. Второй шаг заключается в покрытии наночастиц магнетита оболочкой толщиной 50 нанометров из полимолочной согликолевой кислоты или PLGA.
Далее магнитные наночастицы промываются и лиофилизируются. Последним этапом является маркировка клеток магнитными наночастицами для нацеливания на клетки и их сортировки. В конечном счете, флуоресцентная микроскопия используется для того, чтобы показать нацеливание на клетки, меченные магнитными наночастицами в магнитных полях.
Основное преимущество этого метода по сравнению с существующими методами, такими как антителопосредованное нацеливание на клетки, заключается в том, что магнитное нацеливание на клетки является высокоспецифичным и контролируемым. Применение этого метода распространяется на терапию различных заболеваний, поскольку терапевтические клетки могут быть доставлены к целевому участку, в то время как нецелевые участки остаются нетронутыми. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, испытывают трудности, потому что для получения чистых и высококачественных наночастиц требуется тщательное внимание к деталям.
Мы хотели улучшить нацеливание и локализацию живых клеток в организме. Начните с использования туалетной бутылки, чтобы дегазировать 500 миллилитров деионизированной воды, осторожно барботируя газообразный азот в течение 30 минут. Чтобы настроить реакционный аппарат, поместите колбу объемом 500 миллилитров с круглым дном с тремя горлышками в нагреватель мантии ISO.
Далее накройте горловину с одной стороны резиновой перегородкой, а в другую установите конденсатор рефлегма. Непрерывно пропускайте холодную воду через конденсатор, чтобы создать инертную атмосферу для реакции. Сначала проколите колбы резиновую перегородку с помощью иглы, подключенной к газопроводу азота.
Затем проколите перегородку конденсатора иглой, подключенной к барботеру, чтобы визуализировать отток газа. Далее установите педаль лезвия в центральную горловину с помощью адаптера для лопастей. Для поддержания постоянного перемешивания реакционной смеси прикрепите вал лезвия к верхней мешалке, установленной на подставке.
Продуйте колбу газообразным азотом и оставьте азот поступать в колбу с низкой, но заметной скоростью. Затем снимите конденсатор дефлегмации и добавьте один грамм железа, три хлорида, 612,5 миллиграммов железа, два хлорида тетра и 50 миллилитров воды Дега. Замените конденсатор и перемешайте реакцию при 1000 об/мин, нагревая до 50 градусов Цельсия.
Это позволит получить частицы магнетита диаметром 10 нанометров. Как только реакция достигнет 50 градусов по Цельсию, с помощью шприца введите 10 миллилитров 28% гидроксида аммония через перегородку колбы. По мере выпадения магнетита раствор должен почернеть.
Снимите резиновую перегородку и газопровод, и нагрейте реакцию до 90 градусов Цельсия. Затем добавьте в колбу один миллилитр олеиновой кислоты, чтобы покрыть наночастицы и сформировать гель магнетита. Далее замените перегородку и газопровод на колбе и снимите конденсатор.
Выключите огонь и помешивайте реакцию при 500 об/мин в течение двух часов. После перемешивания сцедите лишнюю жидкость, удерживая наночастицы на дне колбы с помощью сильного магнита. Чтобы начать очищение, сначала растворите гель магнетита в 40 миллилитрах гексанов.
Медленно налейте этот раствор в разделительную воронку, содержащую 40 миллилитров воды Дега, и аккуратно поворачивайте воронку в течение пяти минут. После перемешивания нижней водной фракции смойте раствор магнетита еще дважды водой Дега аналогичным образом. Далее переложите раствор магнетита в колбу Эрленмейера.
Высушите раствор, добавив несколько шпателей сульфата натрия и взболтав смесь. Затем пропылесосить. Процедите смесь через фильтровальную бумагу толщиной в один микрометр.
Установите температуру водяной бани роторного испарителя на 50 градусов Цельсия с циркуляцией воды через конденсатор 24 градуса Цельсия. Затем переложите фильтрат в испарительную колбу объемом 50 миллилитров и выпаривайте гексаны в течение двух часов с умеренной скоростью вращения под вакуумом. В стеклянные флаконы соберите гель магнетита в шесть 40 мг аликвотного покрытия и промывку сделайте для каждой аликвоты отдельно, добавьте одну аликвоту геля вместе с 40 миллилитрами PLGA в этилацетат в пластиковый стакан и обработайте смесь ультразвуком в течение 10 минут.
Далее добавьте в стакан 80 миллилитров Onic F1 27, и сразу же эмульгируйте миксером на высокой настройке в течение семи минут. Эти наночастицы теперь являются суперпарамагнитными наночастицами оксида железа или шпионят за разведением раствора одним литром деионизированной воды и обработкой ультразвуком в вытяжном шкафу в течение часа. Затем поместите сильный магнит рядом с раствором и осторожно помешивайте раствор, чтобы собрать шпиона на магните.
Сцедите водный раствор, сохранив S-привои в стакане. Каждый раз промойте S отпрыски водой от блуда. После того, как все шесть аликвот были покрыты и промыты.
Соберите S-привои в одну стеклянную пробирку. Сублимационно высушите шпионский раствор на ночь в лиофилизаторе, чтобы подготовиться к мечению клеток. Сначала Саспенде пион в PBS в концентрации 40 миллиграмм на миллилитр и обрабатывают их ультразвуком в течение 30 минут.
Далее добавьте раствор в колбу с почти слиянием клеток в концентрации пять микролитров на миллилитр клеточной культуры. Терпимая. Покачиваем колбу, чтобы равномерно распределить Сион. Инкубируйте клетки в течение 16 часов.
При 37 градусах по Цельсию. Аккуратно отсадите питательную среду, а затем дважды промойте клетки. С помощью PBS магнитно помеченные клетки теперь можно использовать для экспериментов.
Наночастицы магнетита диаметром 10 нанометров могут быть последовательно получены путем перемешивания водного раствора трех хлоридов железа и тетрагидрата железа двух хлоридов при температуре 50 градусов Цельсия и 1000 об/мин просвечивающая электронная микроскопия или ПЭМ является предпочтительным методом определения размера частиц, покрытие наночастиц магнетита PLGA с использованием высокоскоростного эмульгатора, воспроизводимо приводит к получению PLGA. Для визуализации этих частиц используется магнетитовые S отпрыски диаметром 120 нанометров. Инкубация эндотелиальных клеток нароста крови с пионом в течение 16 часов приводит к эндоцитозу наночастиц с помощью ПЭМ. Наночастицы магнетита PLGA могут визуализироваться в клетке или храниться в цитоплазматических эндосомах.
Нагрузка железа в клетки достаточно высока для достижения магнитного захвата жизнеспособных клеток в ферромагнитные имплантируемые медицинские устройства. Эндотелиальные клетки, меченные магнитом, притягиваются к ферромагнитному стенту с большей скоростью, чем к немагнитному стенту. Выполняя эту процедуру, важно не забывать тщательно мыть всю стеклянную посуду и оборудование, чтобы максимизировать чистоту и безопасность наночастиц после этой процедуры.
Другие методы, такие как нацеливание на магнитные клетки, могут быть выполнены, чтобы ответить на дополнительные вопросы, например, какие методы лечения могут выиграть от специфической и контролируемой доставки клеток. Эта технология магнитного нацеливания позволит разработать сфокусированную доставку клеток для различных биомедицинских применений. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как синтезировать суперпарамагнитные наночастицы оксида железа и использовать эти частицы для маркировки клеток для магнитного нацеливания.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном протоколе описывается синтез суперпарамагнитных наночастиц оксида железа (SPION) для маркировки клеток, что позволяет осуществлять точный магнитный таргетинг и сортировку. Процесс включает создание наночастиц магнетита, их покрытие PLGA и использование флуоресцентной микроскопии для визуализации таргетинга маркированных клеток.
Суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (SPIONs) позволяют осуществлять точную маркировку клеток и магнитное нацеливание, решая проблему контролируемой доставки терапевтических клеток в биофармацевтических исследованиях и разработках. Данная технология повышает специфичность и локализацию клеточных вмешательств, что способствует росту прогностической уверенности и снижению побочных эффектов на этапах раннего поиска и трансляционных рабочих процессов. Этот подход актуален для стратегий формирования портфеля, направленных на снижение рисков при разработке клеточной терапии и платформ адресной доставки.
Маркировка клеток на основе SPION охватывает весь путь от ранних этапов разработки до доклинической валидации, что позволяет проводить проверку гипотез в отношении стратегий таргетинга и доставки клеток.