Abstract
Hücre ve terapötik maddelerin hedefli verilmesi hedef dışı sitelerine zararlı etkilerini en aza indirirken hedef yerde tedavi edici etkiyi konsantre biyomedikal uygulamalarda geniş bir fayda sağlayacaktır. Manyetik hücre hedefleme, verimli, güvenli ve basit dağıtım tekniğidir. Süperparamanyetik demir oksit nanopartiküller (spion) biyolojik olarak uyumlu, biyolojik olarak parçalanabilir ve manyetik alanlara duyarlı hale getirmek için hücrelere endocytosed edilebilir. Sentez işlemi manyetit (Fe 3 O 4) oluşturulmasını içerir bir poli (laktik-ko-glikolik asit) (PLGA) bir kaplama oluşturmak üzere yüksek hızlı bir emülsiyon ardından nanopartiküller. PLGA-manyetit SPIONs yaklaşık 10 nm çapında manyetit çekirdek içerir, çapı yaklaşık 120 nm olan. Kültür ortamı içinde yerleştirildiğinde, SPIONs doğal hücreler tarafından endositoze ve sitoplazmik endozomlara içindeki küçük kümeler olarak depolanır. Bu parçacıklar, hücreler yeterli manyetik kütle vermekManyetik alanlar içinde hedefleme için izin vermek. Sayısız hücre sıralama ve hedefleme uygulamaları manyetik alanlara duyarlı çeşitli hücre tiplerini render tarafından etkindir. SPIONs da tümör tedavisi veya doku lehimleme yerel hipertermi bir tıbbi görüntüleme kontrast maddesi olarak kullanılmak hedeflenen ilaç ya da gen iletimi, teşhis deneyleri, kuşağın dahil olmak üzere diğer biyomedikal uygulama çeşitliliği bulunmaktadır.
Protocol
Manyetit Gel 1. Sentezi
- Etil alkol ve ardından deiyonize su, ardından konsantre edilmiş hidroklorik asit kullanarak, tüm cam yıkayın. Tercihen bir kurutma fırınında, O / N kurumaya bırakın.
DİKKAT! hidroklorik asit zararlı - Davlumbaz kişisel koruyucu donanım ve iş giyim; Etil alkol zararlıdır - kişisel koruyucu ekipman giyin. - De gaz kadar deiyonize H2O 500 ml yavaşça 30 dakika boyunca N2 gazı geçirilmesi yolu ile, bir Dreschel şişe kullanın.
- Set-up Kimyasal bir davlumbaz içinde manyetit sentez cihazı.
- Bir isomantle ısıtıcı içinde 500 ml'lik bir üç boyunlu yuvarlak tabanlı bir şişeye yerleştirilir ve bir kelepçe ile merkezi boyun güvence altına almak ve dur.
- Yuvarlak dipli bir reaksiyon yan boyunlarının birinin içine bir kauçuk septum ve diğer yan boyun bir lastik septum ile bir geri akış kondansatörü takın. Sürekli reflü Kondansatörden soğuk su çalıştırın.
- Delinme incie yuvarlak tabanlı bir şişe lastik bir N2 gaz hattına bağlı olan bir iğne ile septum ve kabarcık çalışan bir gaz hattına bağlı bir iğne ile geri akış kondenseri lastik septum, delinme (yani, su ile bir şişeye), gaz çıkışı görselleştirmek için.
- Bir yandan çarklı adaptör aracılığıyla yuvarlak dipli merkezi boynuna bıçak raket yükleyin. Bir stand üzerine monte edilen bir havai karıştırıcı bıçak pedini mili takın.
- N 2 gazı ile yuvarlak dipli temizleyin ve düşük ama algılanabilir hızda akan N2 gazı bırakın.
- Yuvarlak dipli bir şişede ila geri akış kondansatörü çıkarın ve demir (III) klorür, demir 0,6125 g (II) klorid tetrahidrat 1.000 g ekleyin ve gazı alınmış H2O 50 mi
DİKKAT! demir (III) klorür ve demir (II) klorür tetrahydrate zararlı - kişisel koruyucu ekipman giyin. - 50 ısıtılırken, geri akış kondansatörü yerine yerleştirin ve 1000 rpm'de karıştırma° C. Bu koşullar altında karıştırılarak 10 nm çapında manyetit nanopartıküllerin üretir.
- Bir kez 50 ° C 'de, yine karıştırılırken yuvarlak dipli bir şişede lastik septum ile enjekte edilerek% 28 amonyum hidroksit çözeltisi 10 ml.
DİKKAT! amonyum hidroksit zararlıdır - kişisel koruyucu ekipman giyin.
Not: amonyum hidroksit çözeltisi manyetit çökeltilmesi için kullanılır ve çözelti, siyah dönmelidir. - Hala karıştırılarak amonyak gazı kaynatmak 90 ° C'ye yuvarlak dipli bir şişeye ve ısı kauçuk septum ve N2 gazı hattı çıkarın.
Not: Bu, geri akış kondenseri lastik septum batırılarak yuvarlak tabanlı bir şişeye N2 akışı sağlamak için isteğe bağlı olarak, ancak, maghemit için manyetit oksidasyonu Bu adım sırasında ihmal edilebilir düzeydedir. - Karıştırmaya devam ederken bir kez 90 ° C 'de, yuvarlak dipli bir şişeye oleik asit 1 ml. Oleik asit Na kaplamak için manyetit kullanılannoparticles manyetit jel oluşturmak için.
DİKKAT! oleik asit zararlıdır - kişisel koruyucu ekipman giyin. - Yuvarlak dipli bir reaksiyon üzerine kauçuk septum ve N2 gazı hattı değiştirin ve geri akış kondansatörü çıkarın.
- 2 saat boyunca 500 rpm'de ısı ve karıştırın kapatın.
- Isomantle ısıtıcı yuvarlak dipli çıkarın ve manyetit jel korumak için şişenin dibine düzenlenen güçlü bir mıknatıs kullanırken kalan herhangi bir sıvı süzün.
DİKKAT! hasar veya yaralanmayı önlemek için son derece dikkatli güçlü bir mıknatıs anlaştım. - (Isteğe bağlı) / N hava kuru O kadar manyetit jel izin verin.
Manyetit Gel 2. saflaştırılması
- Manyetit jel erimesi için yuvarlak dipli bir şişeye heksan 40 ml ilave edilir
DİKKAT! hekzan zararlı - Davlumbaz kişisel koruyucu donanım ve çalışmalarını giyerler. - Kalıntı H2O ileri geri çıkarmak için gazı alınmış, H2O, 40 ml ile bir ayırma hunisi kullanarakmanyetit çözümü m.
- Yavaşça bir ayırma hunisine olan H üzerine manyetit çözeltisi 2 O dökün ve yavaşça 5 dakika için iki fazlı sıvı girdap.
- Dışarı boşaltın ve alt sulu kısmını atın.
- Yavaş yavaş magnetit çözeltisi altına, yerleşir, böylece, ayrı bir huniye gazı alınmış H2O 40 ml ekleyin ve yavaşça girdap ve daha önce olduğu gibi süzün.
- Üçüncü kez yıkamak için tekrarlayın.
- Bir Erlenmeyer şişesine manyetit çözeltisini susuz sodyum sülfat değer birkaç spatula ekleyin ve girdaplı magnetit çözeltisinden kalan herhangi bir kalıntı H2O çıkarmak için kullanılır.
- Sodyum sülfat ve kalan H2O çıkarmak için bir filtre hunisi içinde 1 um'lik filtre kağıdı içinden manyetit çözüm Filtre
NOT: Vakum yardımı tavsiye edilir. - 50 ml'lik bir buharlaştırıcı balon manyetit çözeltisini ve için heksan buharlaştırılması için bir buharlaştırıcı kullanımı, dönerAşağıdaki koşullar ile 2 h: orta derecede dönüş hızı, vakum, 50 ° C su banyosu içinde balon buharlaştırılması, uygulamalı ve 24 ° C su yoğunlaştırıcı içinde dolaşan.
Not: İsteğe bağlı olarak, PLGA ile kaplandıktan önce manyetit jel saklayın.
PLGA Shell ile Manyetit Nanopartiküller 3. Kaplama
- % 1.5 (kütle / hacim) çözelti oluşturmak için etil asetat 240 ml PLGA, 3.60 g (75/25 karışım) içinde çözülür. DİKKAT: etil asetat zararlı - Davlumbaz kişisel koruyucu donanım ve çalışmalarını giyerler.
- Bir% 5.0 (kütle / hacim) çözelti oluşturmak için, bir manyetik karıştırıcı kullanılarak gazı alınmış, H 2 O 500 ml, Pluronic F-127 25,00 g çözündürülür.
Not: Pluronic F-127, bir biyo-uyumlu yüzey aktif madde olarak hareket eden bir non-iyonik amfifilik blok kopolimerdir. Bu aşama 3.3.2 yağ içinde su emülsiyonu stabilize etmek yardımcı olur. - Bir microspatula kullanarak, ağırlık, cam şişeler içinde altı 0.040 g alikotları manyetit jel toplandı. PerfHer bir kısım için, aşağıdaki kaplama ve yıkama işlemi kapatýnýz.
NOT: tümbölenler 4. adımda bozulma önce dondurarak kurutma en aza indirirken saflık ve verim maksimize edecek etkin kullanım ve manyetik dekantasyon sağlamak için gereklidir.- 10 dakika boyunca ultrasonik temizleyici bir 0.040 g magnetit jel kısım ve bir plastik kapta sonikasyon PLGA solüsyonu 40 ml ekleyin.
- Plastik behere Pluronic çözeltisi 80 ml ilave edilir ve 7 dakika bir yağ-içinde-su emülsiyonu olarak manyetit nano partiküller PLGA kaplama oluşturmak için hemen en yüksek ayarda laboratuar mikseri ile emülsifiye.
- Hemen etil asetat buharlaştırılması için kimyasal bir çeker ocak içinde 1 saat süre ile deiyonize H2O ve sonikasyon 1 L spion seyreltilir.
- Spion çözüm yanındaki güçlü bir mıknatıs yerleştirin ve yavaşça mıknatıs kahverengi SPIONs toplamak için karıştırın.
Not: Bu, aralıklı birçok saat için karışmaya gerekebilirçözelti önce s SPIONs çoğu tahsil edildiğini belirten beyazımsı döner. - Mıknatıslı beherde SPIONs koruyarak sulu bir çözelti boşaltacaktır.
- Şöyle SPIONs üç kez yıkayın.
- Deiyonize H2O 1 L SPIONs Askıya
- 20 dakika spion çözeltisi sonikasyon.
- Spion çözüm yanındaki güçlü bir mıknatıs yerleştirin ve yavaşça mıknatıs kahverengi SPIONs toplamak için karıştırın. Bu çözelti, SPIONs en toplanmıştır belirten açık döner önce aralıklı birkaç saat karışmaya gerekli olabilir.
- Mıknatıslı beherde SPIONs koruyarak sulu bir çözelti boşaltacaktır.
- Bir sulu süspansiyon halinde tek bir ağırlıklı bir cam şişe içinde, altı magnetit jel tümbölenini sentezlenebilir SPIONs toplayın. Gerektiği gibi, isteğe bağlı olarak manyetik aşırı su süzün.
4. FreezeSPIONs arasında KURUTMA FIRINI
- Spion çözeltisi dondurun.
- -Freeze kurutmak bir liyofilizerde spion çözüm O / N.
- Dondurularak kurutulmuş SPIONs tartılır. Hücre etiketlenmesi için kullanılana kadar dondurularak kurutulmuş SPIONs -20 ° C'de saklanabilir.
NOT: -20 ° C'yi dramatik Depolama bozulması kinetik azaltır ve raf ömrünü uzatır.
SPIONs sahip Hücreleri 5. Etiketleme
- 40 mg / ml arasında bir konsantrasyonda, fosfat tamponlu salin (PBS) içinde SPIONs bir kısım askıya alma ve 30 dakika boyunca ultrasonik titremeye maruz bırakılır.
- Hücre kültürü ortamı, 5 ul / ml arasında bir konsantrasyonda bir hücre, yaklaşık konfluent şişeye spion solüsyonu ekleyin. Yavaşça şişeyi sallanan hatta dağılımını sağlamak.
- 37 ° C'de 16 saat boyunca inkübe hücreleri.
- Yavaşça kültür ortamı aspire ve PBS ile iki kez hücreleri yıkayın.
- Manyetik etiketli hücreleri toplayın ve deneyler için kullanın.
- Kullanılmayan spion Çözelti 4 ° C'de saklanabilir ve bize olmalıdırBir kaç ay içinde ed. Her kullanımdan önce 30 dakika sonikasyon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Manyetit nanopartiküller 50 ° C ve 1000 rpm'de (Şekil 1) demir (III) klorür ve demir (II) klorid tetrahidrat bir sulu çözelti karıştırıldıktan bir sonucu olarak çap olarak yaklaşık 10 nm. Bu sonuçlar, magnetit nanopartiküllerinin başarılı bir sentez göstermektedir. İlk kez sentezi çalışırken toplu küçük bir örnek alınır manyetit nanopartiküllerin büyüklüğü ve şekli kontrol etmek önemlidir. Transmisyon elektron mikroskopi (TEM) bu parçacıkların görselleştirmek için tercih edilen bir yöntemdir. Toplu atılmalı ve magnetit nanopartiküller çapı en fazla 10 nm olan ve eğer, Şekil 1 'de gösterildiği gibi, küresel sentezi daha denenmelidir.
120 nm'de (Şekil 2) arasında bir çapa sahip PLGA-manyetit SPIONs bir yüksek hızlı emülsiyonlaştırıcı sonuçları kullanılarak PLGA ile manyetit nanopartıküllerin kaplanması. Bu sonuçlar başarılı göstermekPLGA-manyetit SPIONs sentezi. İlk kez sentezi çalışırken toplu küçük bir örnek alınır PLGA-manyetit SPIONs boyutunu ve şeklini kontrol etmek önemlidir. Tarama elektron mikroskopi (SEM) bu parçacıkların görselleştirmek için tercih edilen bir yöntemdir. Toplu atılmalı ve PLGA-manyetit SPIONs 120 çapı nm ve Şekil 2 'de gösterildiği gibi daha büyük veya daha küçük parçacıkların bazı uygulamalar için tercih edilebilir olmakla birlikte, küresel. Kompozisyon bilinmiyor olacak olup, yaklaşık eğer sentezi daha denenmelidir ve bu nedenle etiketleme, manyetik duyarlılığı hücre ve sitotoksisite önceden kestirilemez olacaktır.
Nanopartiküllerin endositoz 16 saat sonuçları (Şekil 3) SPIONs kan sonucudur endotel hücrelerinin inkübasyonu. Bu sonuçlar, SPIONs hücrelerin başarılı bir etiketleme göstermektedir. Bu alınan hücreler içinde SPIONs varlığını doğrulamak için önemlidirtoplu küçük bir örnek ilk kez etiketleme çalışırken. Transmisyon elektron mikroskopisi, bu spion-işaretli hücrelerin görselleştirmek için tercih edilen bir yöntemdir. Hücreler atılmalı ve etiketleme Şekil 3'te görüldüğü gibi PLGA-mangetite SPIONs sitoplazmik endozomlardan içinde bir araya kümelenmiş siyah parçacıklar yuvarlak olarak görünmüyor tekrar denenmelidir. Ayrıca, SPIONs düşük konsantrasyonlarda hedefleyen manyetik hücreyi etkinleştirmek için başarısız olabilir ve SPIONs daha yüksek konsantrasyonlarda sitotoksik olabilir. Gerekirse, etiket hücreleri için kullanılan SPIONs konsantrasyonu buna göre ayarlanabilir.
Hücrelerin içine yüklenen demir miktarı ferromanyetik vücuda yerleştirilen tıbbi cihazlar (Şekil 4) canlı hücrelerin manyetik yakalama elde etmek için yeterlidir. Bu sonuçlar, başarılı spion aracılı manyetik hücre hedefleme göstermektedir. Etkiyi hedef alan daha güçlü bir hücre isteniyorsa, tercih edilen bir stratejidir değerini arttırmak için olanÜretilen veya uygulanan manyetik alanın 8,30 gücünü veya degrade se. Etiket hücrelere kullanılan SPIONs konsantrasyonunun arttırılması nedeniyle sadece sitotoksisite endişeleri son çare olarak denenmelidir. Geliştirilmiş hücre canlılığı isteniyorsa etiket hücreleri için kullanılan SPIONs konsantrasyonu azaltılabilir.
Transmisyon elektron mikroskopisi (TEM) ile görüldüğü gibi manyetit nanopartiküllerin TEM görüntüsü Şekil 1.. Manyetit nanopartıküllerin çap olarak yaklaşık 10 nm. Parçacıklar boyutu küresel ve aynıdır. Ölçek çubuğu = 100 nm. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Manyetik olarak etiketlenmiş endotelyal hücrenin Şekil 3. TEM görüntüsüdür. Transmisyon elektron mikroskopisi (TEM) ile görselleştirilmiştir bir manyetik etiketli kan sonucudur endotel hücre. SPIONs doğal hücreler tarafından endositoze ve sitoplazmik endozomlara içindeki küçük kümeler saklanır. Sol ölçek çubuğu = 2 mikron ve sağ ölçek çubuğu = 0.5 mikron. 24 ila izni ile yeniden yazdırın./files/ftp_upload/53099/53099fig3large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Manyetik hücre yakalama Şekil 4. Floresan mikroskobu görüntüsü. Manyetik etiketli endotel hücreleri manyetik olmayan bir stent (solda) çok daha yüksek oranda bir ferromanyetik damar stent (sağda) çekti. Ölçek çubukları 100 mikron =. Yeniden baskı 24 ila izni ile. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Herhangi bir nanoparçacık sentezi protokolü gibi, reaktif kimyasal saflığı en az bir sitotoksik etkiye sahip olacaktır, yüksek kaliteli SPIONs elde edilmesi için çok önemlidir. Oleik asit (% ≥99), demir (II) klorid tetrahidrat (≥99.99%), demir (III) klorür (≥99.99%), etil asetat da dahil olmak üzere oldukça saf reaktifler satın almak için önemlidir (HPLC derece,% ≥99.9 ), heksan (HPLC derece, ≥97.0%), amonyum hidroksit (% ≥99.99) ve sodyum sülfat (≥99.0%). Nispeten pahalı olabilir çok saf ve yüksek kaliteli PLGA satın almak için özel bir önem taşımaktadır. Buna ek olarak, tüm cam malzeme, hidroklorik asit, deiyonize su ve etil alkol ile yıkandı ve kullanılmadan önce kurumaya bırakılır gerekir.
Benzer şekilde, protokol çerçevesinde saflaştırma ve yıkama adımlar nihai SPIONs yüksek kalitede olması ve minimal sitotoksik etkileri olacaktır sağlamak için kritik öneme sahiptir. Manyetit jel arındırılmış olmalıdırPLGA ile kaplanmadan önce mümkün olduğu kadar amonyum hidroksit, su ve heksan gibi. Bu duruma göre, protokolün çok manyetit jel saflığını garantilemek için ayrılmıştır. Daha sonra, PLGA-manyetit SPIONs, etil asetat, Pluronic ve fazla PLGA arındırılmalıdır. Nihai spion yıkama adımları protokol bölümünün en zaman alıcı olan, ancak yüksek saflığın temin edilmesi amacıyla tamamlanması gerekir. Spesifik olarak, her bir yıkama aşamasında parçacıkların manyetik toplama çok zaman alıcı olabilir. Çözüm Karıştırma ölçüde parçacık toplama hızını artırabilir, ancak manyetik karıştırıcı çubuklar kullanılamaz. Düşük hızda çalışan Tepegöz karıştırıcılar, hızlı parçacık toplama için en etkili araçlardır. SPIONs geniş kahverengimsi toplanmasını sağlamak mıknatıs görünür ve çözüm boşaltılarak önce beyaz veya açık görünür. Bu genellikle karıştırma birkaç saat gerektirir, ancak daha yüksek bir nihai verimle sonuçlanır. Manyetik süzme adımları da tek magn sağlamak için hizmettüm manyetik olmayan malzemeler atılır ise etik parçacıklar tutulur.
Aşırı demir düzeyi sitotoksik olabilir, bu nedenle bu teknik kullanılarak bir hücreye verilebilecektir manyetik kütle miktarı sınırlıdır. Demir konsantrasyonu özellikle hassas hücre tipleri için azalmış veya özellikle zayıf manyetik alanlar için artırılabilir gerekebilir, ancak burada tarif edilen bir protokol güvenliğini ve etkinliğini dengelemek için kanıtlanmış bir başlangıç noktası sağlamaktadır. Bu protokol ile sentezlenen SPIONs PLGA için manyetit kütlece 01:15 oranında bir çözelti yapılır ve SPIONs hücre kültür ortamının 200 ug / ml'lik bir konsantrasyonda, hücrelere eklenir. Bu parametrelerin herhangi biri gerektiğinde her hücre tarafından endositoze demir miktarını değiştirmek için ayarlanabilir.
SPIONs insan implantasyonu için güvenli ve zaman (yaklaşık 40-50 gün yarı ömrü) 31 üzerinde biodegrade olacaktır. Manyetit ve PLGA Hem zararsız degrad oluşturmaktirme ürünleri ve doğal yollar 32 yoluyla vücuttan temizlenir. SPIONs ve biyolojik olarak parçalanabilen doğası herhangi sitotoksik etkileri zamanla azalacak demektir, ama aynı zamanda bir kaç ay ötesinde manyetik özelliklerini korumak için hücrelerin gerekmez o potansiyel uygulamalar sınırlar. SPIONs da hücrelerin etiketlenmesi ve yüzey proteinleri için gerek kalmadan manyetik etkiler vermek de, biyolojik ortamda 33,34 maruziyet üzerine bir protein korona oluşumuna yatkındır ligandları hedefleme avantajına sahiptir.
Hücrelere manyetik özellikleri kazandıran hedeflenen hücre teslimat gerektiren veya 29 sıralama biyomedikal uygulamalarda geniş bir dizi için yararlıdır. Hücre tiplerinin çeşitli güvenli mezenkimal kök hücrelerin 35, endotelyal progenitör hücrelerin 36, beta-adacık hücrelerinin 37 ve nöral kök hücreleri de dahil olmak üzere 38 SPIONs endozitlendiğini yeteneğini göstermiştir. Manyetik cell hedefleme teslim şartları üzerinde kontrol yüksek derecede gerektiğinde teknikleri hedefleyen diğer hücreye tercih edilebilir.
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).
