Abstract
משלוח ממוקד של תאים וסוכנים טיפוליים ירוויח מגוון רחב של יישומים ביו-רפואיים על ידי ריכוז האפקט הטיפולי באתר היעד תוך מזעור השפעות מזיקות לאתרים מחוץ ליעד. מיקוד תא מגנטי הוא טכניקת אספקה יעילה, בטוחה, ופשוט. חלקיקי פאראמגנטי תחמוצת ברזל (SPION) מתכלים, ביולוגית, ויכולים להיות endocytosed לתאים להפוך אותם מגיב לשדות מגנטיים. התהליך כרוך ביצירת הסינתזה מגנטיט (Fe 3 O 4) ואחריו חלקיקי תחליב במהירות גבוהה כדי ליצור פולי (חומצה לקטית-שיתוף גליקולית) ציפוי (PLGA). SPIONs PLGA-מגנטיט הם כ -120 ננומטר בקוטר כולל ליבת מגנטיט הקוטר כ 10 ננומטר. כאשר הניח במדיום התרבות, SPIONs הם endocytosed באופן טבעי על ידי תאים ומאוחסן כצבירים קטנים בתוך endosomes cytoplasmic. חלקיקים אלה להקנות המוניים מגנטיים מספיק לתאיםכדי לאפשר מיקוד בשדות מגנטיים. מיון תא רב ויישומי מיקוד מופעלים על ידי עיבוד סוגי תאים שונים מגיבים לשדות מגנטיים. יש לי SPIONs מגוון רחב של יישומים ביו-רפואיים אחרים, כמו גם כוללים שימוש כחומר ניגוד הדמיה רפואית, מתן תרופות או גן ממוקד, מבחני אבחון, ודור של היפרתרמיה המקומית לטיפול גידול או הלחמת רקמות.
Protocol
1. סינתזה של מגנטיט ג'ל
- לשטוף את כל כלי הזכוכית באמצעות חומצה הידרוכלורית מרוכזת ואחריו מים ללא יונים אחרי אתיל אלכוהול. לאפשר לו להתייבש O / N, רצוי בתנור ייבוש.
זהירות! החומצה הידרוכלורית מזיקה - ללבוש ציוד מגן אישי ועבודה במנדף; אתיל האלכוהול מזיק - ללבוש ציוד מגן אישי. - השתמש בבקבוק Dreschel לדה-גז 500 מיליליטר של H 2 O deionized בעדינות על ידי מבעבע גז 2 N במשך 30 דקות.
- הגדרת מנגנון סינתזת מגנטיט בתוך מנדף הכימי.
- הנח בקבוק מיליליטר שלושה-צוואר מסביב לתחתית 500 בתוך תנור isomantle ולאבטח את צוואר המרכז באמצעות מהדק ולעמוד.
- התקן מחיצת גומי לאחד מצווארי הבקבוק של הצד מסביב לתחתית וקבל ריפלוקס עם מחיצת גומי לצד הצוואר שנותר. ברציפות לרוץ מים קרים דרך הקבל ריפלוקס.
- ה נקרדואר המחץ של הבקבוק מסביב לתחתית גומי עם מחט המחוברת לקו גז N 2 ולנקב מחיצת הגומי של הקבל ריפלוקס עם מחט המחוברת לקו גז פועל לbubbler (כלומר, בקבוק עם מים) כדי לחזות יצוא גז.
- התקן ההנעה להב לצוואר הבקבוק של מרכז מסביב לתחתית באמצעות מתאם ההנעה. צרף הפיר של ההנעה הלהב לבוחש מעל רכוב על גבי דוכן.
- לטהר הבקבוק העגול התחתון עם N 2 גז ולהשאיר N 2 גז זורם בקצב נמוך אבל לזיהוי.
- הסר את הקבל ריפלוקס מהבקבוק העגול התחתון ולהוסיף 1.000 גרם של ברזל (III) כלוריד, tetrahydrate כלוריד .6125 גרם של ברזל (II), ו -50 מיליליטר של H-גז דה 2 O.
זהירות! הברזל (III) כלוריד וברזל tetrahydrate כלוריד (II) מזיקים - ללבוש ציוד מגן אישי. - החלף את הקבל ריפלוקס ומערבבים ב 1000 סל"ד בעוד חימום עד 50מעלות צלזיוס. ערבוב בתנאים אלה מייצר 10 חלקיקי מגנטיט קוטר ננומטר.
- ברגע שעל 50 מעלות צלזיוס, להוסיף 10 מיליליטר של 28% פתרון אמוניום הידרוקסיד ידי הזרקה באמצעות מחיצת הגומי בבקבוק העגול התחתון ועדיין ערבוב.
זהירות! אמוניום הידרוקסיד מזיק - ללבוש ציוד מגן אישי.
הערה: פתרון אמוניום הידרוקסיד משמש כדי לזרז מגנטיט והפתרון צריך להפוך שחור. - הסר את מחיצת הגומי וקו גז N 2 מהבקבוק והחום מסביב לתחתית עד 90 ° C לרתיחה את גז האמוניה ועדיין ערבוב.
הערה: זה לא חובה לשמור על הזרימה של N 2 לתוך הבקבוק העגול תחתון-ידי ניקוב מחיצת הגומי של הקבל ריפלוקס, לעומת זאת, החמצון של מגנטיט לmaghemite הוא זניח בשלב זה. - ברגע שעל 90 מעלות צלזיוס, להוסיף 1 מיליליטר של חומצה אולאית לבקבוק העגול התחתון ועדיין ערבוב. החומצה אולאית משמשת למעייל מגנטיט nanoparticles ליצירת קריש מגנטיט.
זהירות! חומצה אולאית היא מזיקה - ללבוש ציוד מגן אישי. - החזר את מחיצת הגומי וקו גז N 2 על הבקבוק העגול התחתון ולהסיר את הקבל ריפלוקס.
- כבה את החום ומערבבים ב500 סל"ד 2 שעות.
- הסר את הבקבוק העגול תחתונה מתנור isomantle ולמזוג כל נוזל שנותר תוך שימוש במגנט חזק שעומד כנגד החלק התחתון של הבקבוק כדי לשמר את הג'ל מגנטיט.
זהירות! להתמודד עם המגנט החזק בזהירות רבה כדי למנוע נזק או פציעה. - לאפשר ג'ל מגנטיט לO אוויר יבש / N (אופציונאלי).
2. טיהור של מגנטיט ג'ל
- הוסף 40 מיליליטר של הקסאן לתוך הבקבוק העגול התחתון לפזר את הג'ל מגנטיט
זהירות! הקסאן מזיק - ללבוש ציוד מגן אישי ועבודה במנדף. - השתמש במשפך separatory עם 40 מיליליטר של H-גז דה 2 O להסיר H 2 O שייר הלוך ושובמ 'פתרון מגנטיט.
- לאט לאט שופך את פתרון מגנטיט על H 2 O בתוך המשפך separatory ועדינות מערבולת נוזל שני שלבים במשך 5 דקות.
- מסננים החוצה וזורקים את החלק המימי נמוך יותר.
- לאט לאט להוסיף 40 מיליליטר של H-גז דה 2 O למשפך separatory כך שהוא מתיישב מתחת לפתרון מגנטיט ועדינות מערבולת ולנקז כמו קודם.
- חזור על לשטוף בפעם שלישית.
- העבר את פתרון מגנטיט לארלנמייר, להוסיף כמה מריות שווה של נתרן גופרתי נטול מים, ומערבולת כדי להסיר כל H שייר נותר 2 O מפתרון מגנטיט.
- סנן את פתרון מגנטיט דרך נייר סינון מיקרומטר 1 במשפך מסנן כדי להסיר נתרן גופרתי וH 2 O. השייר
הערה: סיוע אבק מומלץ. - מעבירים את פתרון מגנטיט לבקבוק מתאדה 50 מ"ל ולהשתמש מאייד סיבובי להתאדות הקסאן ל2 שעות עם התנאים הבאים: מהירות סיבוב מתונה, ואקום מיושמים, מתאדות בקבוק באמבט מים C ° 50, ו- 24 ° C מים הזורם בקבל.
הערה: לחלופין, לאחסן את הג'ל מגנטיט לפני ציפוי עם PLGA.
3. ציפוי של מגנטיט חלקיקים עם PLGA Shell
- ממיסים 3.60 גרם של PLGA (75/25 תערובת) ב240 מיליליטר של אתיל אצטט ליצור 1.5% (מ '/ V) פתרון. זהירות: אתיל אצטט מזיק - ללבוש ציוד מגן אישי ועבודה במנדף.
- ממיסים 25.00 גרם של pluronic F-127 ב -500 מיליליטר של 2 O-גז דה H באמצעות stirrer מגנטי כדי ליצור 5.0% (מ '/ V) פתרון.
הערה: pluronic F-127 הוא קופולימר בלוק amphiphilic שאינו יוני הפועל כחומרים פעילי שטח ביולוגית. זה עוזר לייצב את תחליב שמן ב-מים בשלב 3.3.2. - באמצעות microspatula, לאסוף את הג'ל מגנטיט לשישה 0.040 aliquots גרם בתוך צלוחיות זכוכית משוקללת. PerfORM תהליך הציפוי והכביסה הבא עבור כל aliquot.
הערה: aliquots נחוץ כדי להבטיח טיפול יעיל וdecantation המגנטי, אשר יהיה למקסם את טוהר והתשואה תוך מזעור השפלה להקפיא-ייבוש לפני בשלב 4.- הוסף aliquot 0.040 גרם של ג'ל מגנטיט ו -40 מיליליטר של פתרון PLGA לכוס פלסטיק וsonicate בשואב קולי במשך 10 דקות.
- להוסיף 80 מיליליטר של פתרון pluronic לכוס הפלסטיק ומייד חלבתי עם מיקסר מעבדה בהגדרה הגבוהה ביותר במשך 7 דקות כדי ליצור ציפוי PLGA על חלקיקי מגנטיט כתחליב שמן ב-מים.
- מייד לדלל את פתרון SPION בL 1 של H 2 O deionized וsonicate עבור h 1 במנדף כימי להתאדות אתיל אצטט.
- מניחים מגנט חזק הבאה לפתרון SPION ומערבב בעדינות כדי לאסוף SPIONs חום במגנט.
הערה: ייתכן שיהיה צורך לעורר לסירוגין במשך כמה שעותים לפני הפתרון הופך לבנבן מצביע על כך שרוב SPIONs כבר נאספו. - למזוג תמיסה המימית תוך שמירה על SPIONs בכוס עם המגנט.
- שטוף את SPIONs שלוש פעמים כדלקמן.
- להשעות את SPIONs בL 1 של H 2 O. deionized
- Sonicate פתרון SPION במשך 20 דקות.
- מניחים מגנט חזק הבאה לפתרון SPION ומערבב בעדינות כדי לאסוף SPIONs חום במגנט. זה עשוי להיות נחוץ כדי לעורר לסירוגין במשך כמה שעות לפני הפתרון הופך ברור המצביע על כך שרוב SPIONs כבר נאספו.
- למזוג תמיסה המימית תוך שמירה על SPIONs בכוס עם המגנט.
- לאסוף את SPIONs מסונתז מכל אחד מששת aliquots ג'ל מגנטיט לתוך בקבוקון זכוכית אחד משוקלל כהשעיה מימית. לחלופין למזוג מים עודפים מגנטי לפי צורך.
4. הקפאה-drying של SPIONs
- להקפיא את פתרון SPION.
- להקפיא-ייבוש O / N פתרון SPION בlyophilizer.
- לשקול את SPIONs המיובש בהקפאה. ניתן לאחסן SPIONs המיובש בהקפאה ב -20 ° C עד משמש לתיוג תא.
הערה: אחסון ב -20 ° C מפחית באופן דרמטי קינטיקה השפלה ומגביר את חיי מדף.
5. תיוג של תאים עם SPIONs
- להשעות aliquot של SPIONs בנאגר מלוח פוספט (PBS) בריכוז של 40 מ"ג / מיליליטר וsonicate במשך 30 דקות.
- מוסיף את פתרון SPION לבקבוק כמעט ומחוברות של תאים בריכוז של 5 / מיליליטר μl של מדיום תרבית תאים. ודא גם הפצה בעדינות על ידי הנדנדה הבקבוק.
- דגירה התאים במשך 16 שעות על 37 מעלות צלזיוס.
- לשאוב בעדינות בינוני תרבות ולשטוף תאים פעמיים עם PBS.
- איסוף תאים מגנטי שכותרתו ולהשתמש לניסויים.
- פתרון SPION שאינו בשימוש יכול להיות מאוחסן על 4 מעלות צלזיוס וצריך להיות לנואד בתוך כמה חודשים. Sonicate במשך 30 דקות לפני כל שימוש.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
חלקיקי מגנטיט הם כ 10 ננומטר בקוטר כתוצאה מערבוב תמיסה מימית של ברזל (III) tetrahydrate כלוריד וברזל כלוריד (II) על 50 מעלות צלזיוס ו1,000 סל"ד (איור 1). תוצאות אלו מראות סינתזה מוצלחת של ננו-חלקיקי מגנטיט. חשוב לוודא את הגודל והצורה של חלקיקי מגנטיט נלקחו ממדגם קטן של המנה כאשר מנסים סינתזה בפעם הראשונה. במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM) הוא השיטה המועדפת להדמית חלקיקים אלה. אצווה צריך להיות מושלך והסינתזה צריכה להיות ניסיתי שוב אם חלקיקי מגנטיט אינם כ 10 ננומטר בקוטר כדורי וכפי שמוצגים באיור 1.
ציפוי ננו-חלקיקי מגנטיט עם PLGA באמצעות תוצאות מתחלב במהירות גבוהה בSPIONs PLGA-מגנטיט בקוטר של 120 ננומטר (איור 2). תוצאות אלו מראות מוצלחותסינתזה של SPIONs PLGA-מגנטיט. חשוב לוודא את הגודל והצורה של SPIONs PLGA-מגנטיט נלקח ממדגם קטן של המנה כאשר מנסים סינתזה בפעם הראשונה. במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) הוא השיטה המועדפת להדמית חלקיקים אלה. אצווה צריך להיות מושלך והסינתזה צריכה להיות ניסתה שוב אם SPIONs PLGA-מגנטיט אינו כ 120 ננומטר בקוטר כדורי כפי שמוצגים באיור 2. בעוד חלקיקים גדולים יותר או קטנים יותר עשויים להיות רצויים עבור יישומים מסוימים, ההרכב יהיה ידוע ולכן תא תיוג, רגישות מגנטית, ורעיל יהיו בלתי צפוי.
דגירה של תאי האנדותל תולדת דם עם SPIONs במשך 16 שעות בתוצאות אנדוציטוזה של חלקיקים (איור 3). תוצאות אלו מראות תיוג מוצלח של תאים עם SPIONs. חשוב לוודא את הנוכחות של SPIONs בתוך תאים שנלקחו ממדגם קטן של המנה כאשר מנסה תיוג בפעם הראשונה. במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים הוא השיטה המועדפת להדמיה שכותרתו תאי SPION אלה. צריכים להיות מושלכים התאים והתיוג צריך להיות ניסה שוב אם SPIONs PLGA-mangetite אינו מופיע כעגול חלקיקים שחורים התקבצו יחד בתוך endosomes cytoplasmic כפי שמוצג באיור 3. יתר על כן, ריכוזים נמוכים יותר של SPIONs עלולים להיכשל כדי לאפשר תא מגנטי מיקוד ו ריכוזים גבוהים יותר של SPIONs עשויים להיות רעילים לתאים. במידת הצורך, את הריכוז של SPIONs משמש לתאי תווית יכול להיות בהתאם.
כמות הברזל נטענה לתוך התאים מספיקה כדי להשיג לכידה מגנטית של תאי קיימא להתקנים מושתלים פרומגנטי רפואיים (איור 4). תוצאות אלו מראות מיקוד תא מגנטי בתיווך SPION מוצלח. אם תא חזק מיקוד אפקט רצוי, האסטרטגיה המועדפת היא increase הכוח או שיפוע של השדה המגנטי שנוצר או להחיל 8,30. הגדלת הריכוז של SPIONs משמש לתאי תווית צריך להיות ניסה רק כמוצא אחרון בשל חששות רעילים. אם כדאיות תא משופרות היא רצויה, הריכוז של SPIONs משמש לתאי תווית צריך להיות ירידה.
איור 1. תמונת TEM של חלקיקי מגנטיט. חלקיקי מגנטיט הם כ 10 ננומטר בקוטר כפי שניתן לראות על ידי מיקרוסקופי אלקטרונים הילוכים (TEM). חלקיקים הם כדוריים ואחיד בגודלם. בר סולם = 100 ננומטר. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 3. תמונת TEM של תא האנדותל מגנטי שכותרתו. תא האנדותל תולדת דם מגנטי שכותרתו דמיין ידי מיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM). SPIONs הם endocytosed באופן טבעי על ידי התאים ומאוחסנים בקבוצות קטנות בתוך endosomes cytoplasmic. בר = 2 מיקרומטר עזב קנה המידה וסרגל קנה מידה נכון = 0.5 מיקרומטר. להדפיס מחדש באישור 24."Target =" _ /files/ftp_upload/53099/53099fig3large.jpg blank "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
תמונה מיקרוסקופית 4. הקרינה איור של לכידת תא מגנטית. תאי האנדותל מגנטי שכותרתו נמשכות לסטנט כלי דם פרומגנטי (מימין) בשיעור גבוה יותר באופן משמעותי מתומכן שאינו מגנטי (משמאל). ברים בקנה מידה = 100 מיקרומטר. Re-ההדפסה באישור 24. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
כמו עם כל פרוטוקול סינתזת ננו-חלקיקים, טוהר הכימיקלים מגיב הוא קריטי להשגת SPIONs באיכות גבוהה שיש השפעות רעילות לתאים מינימליות. לכן חשוב לרכוש חומרים כימיים טהורים מאוד, כולל חומצה אולאית (≥99%), ברזל tetrahydrate (II) כלוריד (≥99.99%), ברזל (III) כלוריד (≥99.99%), אתיל אצטט (כיתה HPLC, ≥99.9% ), הקסאן (כיתה HPLC, ≥97.0%), אמוניום הידרוקסיד (≥99.99%), ונתרן גופרתי (≥99.0%). זה הוא בעל חשיבות מיוחדת לרכישה מאוד טהור ואיכותי PLGA, אשר יכול להיות יקר יחסית. בנוסף, כל כלי הזכוכית יש לשטוף ביסודיות עם חומצה הידרוכלורית, מים ללא יונים, ואתיל אלכוהול ולהתייבש לפני השימוש.
באופן דומה, השלבים לטיהור ושטיפה בפרוטוקול הם קריטיים כדי להבטיח את SPIONs הסופי יהיה באיכות גבוהה ויש השפעות רעילות לתאים מינימליות. ג'ל מגנטיט חייב להיות נקי מככל אמוניום הידרוקסיד, מים, והקסאן ככל האפשר לפני הציפוי עם PLGA. בהתאם לכך, חלק גדול מהפרוטוקול מוקדש להבטחת טוהר ג'ל מגנטיט. בהמשך לכך, SPIONs PLGA-מגנטיט חייב להיות חופשי של אתיל אצטט, pluronic, וPLGA העודף. שלבי הכביסה SPION הסופיים הם הזמן רב ביותר חלק מהפרוטוקול, אך יש להשלים על מנת להבטיח טוהר גבוה. באופן ספציפי, אוסף מגנטי של החלקיקים בכל שלב כביסה יכול להיות מאוד זמן רב. ערבוב הפתרון יכול להגדיל באופן משמעותי את המהירות של אוסף חלקיקים, אבל לא ניתן להשתמש בארים ומערבבים מגנטיים. stirrers תקורה הפועל במהירות נמוכה הם אמצעי היעיל ביותר לאיסוף חלקיקים מהיר. ודא אוסף חום גדול של SPIONs מופיע במגנט והפתרון נראה לבן או בהיר לפני decanting. זה יכול לעתים קרובות דורש כמה שעות של ערבוב, אבל יגרום לתשואה סופית גבוהה יותר. גם צעדי decantation המגנטיים לשמש כדי להבטיח magn רקחלקיקי ETIC נשמרים בעוד כל החומרים שאינם מגנטיים מבוטלים.
רמות ברזל מוגזמות יכולות להיות רעילות לתאים, ולכן כמות המסה מגנטית שיכול להיות הנחילה לתא באמצעות טכניקה זו היא מוגבלת. הריכוז של ברזל ייתכן שיהיה צורך ירד לסוגי תאים רגישים במיוחד או מוגבר לשדות מגנטיים חלשים במיוחד, אבל הפרוטוקול המתואר כאן מספק נקודת התחלה מוכחת לאזן בטיחות ויעילות. SPIONs מסונתז על ידי פרוטוקול זה עשוי מפתרון עם יחס 01:15 על ידי מסה של מגנטיט לPLGA וSPIONs הם הציגו לתאים בריכוז של 200 מיקרוגרם / מיליליטר של מדיום תרבית תאים. אחד מהפרמטרים האלה יכולים להיות מותאמים כדי לשנות את כמות הברזל endocytosed על ידי כל תא בהתאם לצורך.
SPIONs בטוח להשתלה אנושית ויתפרק לאורך זמן (זמן מחצית חיים של כ-40-50 ימים) 31. שני מגנטיט וPLGA יוצרים degrad מזיקמוצרים וני נמחקים מהגוף דרך מסלולים טבעיים 32. הטבע המתכלה של SPIONs פירושו כל השפעות רעילות לתאים תקטנה עם זמן, אבל גם מגביל את היישומים הפוטנציאליים לאלה שאינם דורשים תאים לשמור על התכונות מגנטיות שלהם מעבר לכמה חודשים. SPIONs גם יש את היתרון של תיוג תאים והקניית ההשפעות המגנטית שלהם ללא צורך בחלבוני פני השטח ולא מיקוד ligands שרגישים להיווצרות של עטרת חלבון בחשיפה לסביבה הביולוגית 33,34.
הקניית תכונות מגנטיות לתאים שימושי למגוון רחב של יישומים ביו-רפואיים הדורשים משלוח תא ממוקד או מיון 29. מגוון רחב של סוגי תאים הוכיח את יכולת endocytose בטחה SPIONs כוללים תאי גזע mesenchymal 35, ותאי האנדותל 36, תאי איון בטא 37, ותאי גזע עצביים 38. cel המגנטימיקוד l עשוי להיות מועדף על פני תאים אחרים מיקוד טכניקות כאשר רמה גבוהה של שליטה על תנאי המשלוח היא הכרחית.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ammonium Hydroxide solution, 28% NH3 in H2O, ≥99.99% trace metal basis | Sigma-Aldrich | 338818-100ML | Harmful reagent - wear personal protective equipment |
| Dreschel bottle, 500 ml | Ace Glass | 5516-16 | |
| Ethyl Acetate, CHROMASOLVR Plus, for HPLC, 99.9% | Sigma-Aldrich | 650528-1L | Harmful reagent - wear personal protective equipment & work in fume hood |
| Ethyl alcohol | Sigma-Aldrich | E7023 | Harmful reagent - wear personal protective equipment |
| Evaporating flask, 50 ml, 24/40 joint | Sigma-Aldrich | Z515558 | For use with rotoevaporator |
| Filter paper, 3 cm dia, grade 1 | Fisher | 09-805P | For use with glass filter funnel |
| Glass beakers, 1 L | Fisher | FB-101-1000 | For washing SPIONs |
| Glass filter funnel, vacuum hose adapter, fits 24/40, 30 mL | Fisher | K954100-0344 | |
| Glass vial caps | Fisher | 03-391-46 | For use with glass vials |
| Glass vials, 2 ml | Fisher | 03-391-44 | For collecting magnetite gel & SPIONs |
| Hexane, CHROMASOLVR, for HPLC, ≥97.0% (GC) | Sigma-Aldrich | 34859-1L | Harmful reagent - wear personal protective equipment & work in fume hood |
| Hydrochloric acid | Sigma-Aldrich | H1758 | Harmful reagent - wear personal protective equipment & work in fume hood |
| Iron(II) chloride tetrahydrate, ≥99.99% trace metals basis | Sigma-Aldrich | 380024-5G | Harmful reagent - wear personal protective equipment |
| Iron(III) chloride anhydrous, powder, ≥99.99% trace metals basis | Sigma-Aldrich | 451649-1G | Harmful reagent - wear personal protective equipment |
| Isomantle heater, 500 mL | Voight Global | EM0500/CEX1 | |
| Laboratory mixer | Silverson | L5M-A | |
| Lyophilizer | Labconco | 7670520 | |
| Microspatulas | Fisher | 21-401-25A | For transfering magnetite gel |
| NdFeB magnet, 1 in x 1 in x 1 in | Amazing Magnets | C1000H-M | Very strong magnet, handle with care |
| Oleic acid, ≥99% (GC) | Sigma-Aldrich | O1008-5G | Store in freezer; Harmful reagent - wear personal protective equipment |
| Overhead stirrer | IKA | 2572201 | |
| Overhead stirrer clamp | IKA | 2664000 | For use with overhead stirrer |
| Overhead stirrer H-stand | IKA | 1412000 | For use with overhead stirrer |
| Phosphate buffered saline | Life Technologies | 10010-023 | |
| Plastic beakers, 250 ml | Fisher | 02-591-28 | |
| PLGA PURASORB PDLG (75/25 blend) | Purac | PDLG 7502 | PDLG 7502A may be used as well; Store in freezer |
| Pluronic F-127 powder, BioReagent, suitable for cell culture | Sigma-Aldrich | P2443-250G | |
| PTFE expandable blade paddle, 8 mm dia | SciQuip | SP4018 | |
| PTFE vessel adapter, fits 24/40, 8 mm dia paddle | Monmouth Scientific | PTFE Vessel Adaptor A480 | For use with PTFE expandable blade paddle |
| Recirculating chiller | Clarkson | 696613 | For use with rotoevaporator |
| Reflux condenser, fits 24/40, 250 mm | Ace Glass | 5997-133 | |
| Rotoevaporator | Clarkson | 216949 | |
| Rubber septa, fits 24/40 | Ace Glass | 9096-56 | |
| Separatory funnel with stopper, 250 ml | Fisher | 10-438E | |
| Sodium sulfate ACS reagent, ≥99.0%, anhydrous, granular | Sigma-Aldrich | 239313-500G | |
| Three neck round bottom flask, angled, 24/40 joints, 500 ml | Ace Glass | 6948-16 | |
| Ultrasonic cleaner perforated pan | Fisher | 15-335-20A | For use with ultrasonic cleaner |
| Ultrasonic cleaner, 2.8 L | Fisher | 15-335-20 | |
| Vacuum controller | Clarkson | 216639 | For use with rotoevaporator (optional) |
| Vacuum pump | Clarkson | 219959 | For use with rotoevaporator |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Garbern, J. C., Lee, R. T. Cardiac stem cell therapy and the promise of heart regeneration. Cell Stem Cell. 12 (6), 689-698 (2013).
- 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).
- 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).
- Huang, Z. Y., et al. Deep magnetic capture of magnetically loaded cells for spatially targeted therapeutics. Biomaterials. 31 (8), 2130-2140 (2010).
- 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).
- Cheng, K., et al. Magnetic antibody-linked nanomatchmakers for therapeutic cell targeting. Nat Commun. 5, 4880 (2014).
- 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).
- 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).
- Chaudeurge, A., et al. Can magnetic targeting of magnetically labeled circulating cells optimize intramyocardial cell retention. Cell Transplant. 21 (4), 679-691 (2012).
- 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).
- Yanai, A., et al. Focused magnetic stem cell targeting to the retina using superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Cell Transplant. 21 (6), 1137-1148 (2012).
- Ordidge, K. L., et al. Coupled cellular therapy and magnetic targeting for airway regeneration. Biochem Soc Trans. 42 (3), 657-661 (2014).
- 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).
- Vanecek, V., et al. Highly efficient magnetic targeting of mesenchymal stem cells in spinal cord injury. Int J Nanomedicine. 7, 3719-3730 (2012).
- 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).
- 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).
- Luciani, A., et al. Magnetic targeting of iron-oxide-labeled fluorescent hepatoma cells to the liver. Eur Radiol. 19 (5), 1087-1096 (2009).
- 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).
- 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).
- Tefft, B. J., et al. Magnetizable Duplex Steel Stents Enable Endothelial Cell Capture. Ieee T Magn. 49 (1), 463-466 (2013).
- 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).
- 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).
- Pislaru, S. V., et al. Magnetically targeted endothelial cell localization in stented vessels. J Am Coll Cardiol. 48 (9), 1839-1845 (2006).
- Pislaru, S. V., et al. Magnetic forces enable rapid endothelialization of synthetic vascular grafts. Circulation. 114 (1 Suppl), 314-318 (2006).
- 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).
- Yellen, B. B., et al. Targeted drug delivery to magnetic implants for therapeutic applications. J Magn Magn Mater. 293 (1), 647-654 (2005).
- Granot, D., et al. Clinically viable magnetic poly(lactide-co-glycolide) particles for MRI-based cell tracking. Magn Reson Med. , (2013).
- Levy, M., et al. Long term in vivo biotransformation of iron oxide nanoparticles. Biomaterials. 32 (16), 3988-3999 (2011).
- 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).
- 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).
- Landazuri, N., et al. Magnetic targeting of human mesenchymal stem cells with internalized superparamagnetic iron oxide nanoparticles. Small. 9 (23), 4017-4026 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
