Yöntem makalesi

Hücrelerin ultra hızlı Mıknatıslanma için katyonize Magnetoferritin sentezi

DOI:

10.3791/54785

⸱

13 Aralık 2016

 ,  ,  ,  ,  , 
1Bristol Centre for Functional Nanomaterials, University of Bristol, 2Department of Materials, Imperial College London, 3Self Assembly Group, CIC nanoGUNE, 4Ikebasque, Basque Foundation for Science, 5School of Cellular and Molecular Medicine, University of Bristol, 6H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kobalt katkılı manyetoferritinin sentezi ve katyizasyonu için bir protokolün yanı sıra kök hücreleri katyonlaştırılmış manyetoferritin ile hızlı bir şekilde manyetize etmek için bir yöntem sunulmaktadır.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu hücre görüntüleme ve uzaktan işleme gibi birçok önemli Biyomedikal uygulamalar, süperparamanyetik demir oksit nanopartiküllerinin (SPIONs) ile hücrelerin etiketlenmesi yoluyla elde edilebilir. SPIONs yeterli hücresel alımını sağlanması geleneksel SPIONs yükseltilmiş konsantrasyonlarda hücrelerin teşhir ederek ya da (72 saat kadar) pozlama süreleri uzatan tarafından karşılandı edilmiş bir sorundur. Bununla birlikte, bu stratejiler toksisite aracılık muhtemeldir. Burada, protein bazlı spion magnetoferritin sentezini yanı sıra düşük maruziyet konsantrasyonları kullanılarak hızlı hücre mıknatıslanma sağlayan basit bir yüzey fonksiyonlandırmalar protokol mevcut. magnetoferritin arasında spion çekirdek at dalak apo-ferritin boşluğunun içine 8.2 mil mineralize bir ortalama parçacık çapına sahip kobalt katkılı demir oksit içerir. magnetoferritin kimyasal Katyonikleştirme olarak inkübasyon süreleri kullanarak bir roman, insan mezenkimal kök hücreleri manyetize yüksek zar-aktif spion (hMSCs) üretildi0.2 mM olarak alçak olarak bir dakika ve demir konsantrasyonları kısa.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

bağlayıcı yüzeyin veya süperparamanyetik demir oksit nanopartiküllerinin (SPIONs) arasında içselleştirme gibi görüntüleme ve uzaktan manipülasyon gibi uygulamalar için hücre tiplerinin çeşitli mıknatıslanmayı sağladı. 1 Ancak, yeterli hücresel mıknatıslanma elde spion ve hücre yüzeyi arasındaki etkileşimin zayıf olduğu, özellikle zor olabilir. Geçmiş, uzun süreli maruz kalma veya yüksek spion konsantrasyonlarda 2 bu zorluğu aşmak için stratejiler olarak istihdam edilmiştir. Bu toksisiteyi 5,6 artırmak ve lenfositler gibi düşük içselleştirme oranları, hücre tipleri çok sınırlı başarı için 3,4 Bununla birlikte, bu stratejiler sorunludur. 7 SPIONs hücresel alımı arttırmak için, çeşitli yüzey işlevsellik yaklaşımlar araştırılmıştır. Spesifik olmayan alım transfeksiyon A kullanılarak elde edilebilir olsa da, örneğin, antikorlar, reseptör dolayımlı endositoz, 8 teşvik etmek için kullanılmaktadırGent 9,10 veya HIV Tat-peptid gibi hücre delici türleri. Transfeksiyon ajanları nanoparçacık çökelmesine neden olumsuz yönde hücre fonksiyonunu etkileyebilir ise 11,12 Bununla birlikte, antikor ve peptit işlevselleştirme yaklaşımları, pahalı reaktifler ve karmaşık sentetik olarak hazırlanması ile sınırlıdır. 13,14

Biz son zamanlarda kimyasal katyonize magnetoferritin sentezini, bir dakika gibi kısa inkübasyon süreleri kullanarak mıknatıslanma insan mezenkimal kök hücrelerin son derece etkili bir roman spion (hMSCs) bildirdi. 15 Magnetoferritin demir depolama protein ferritin demineralize boşluğu içinde bir spion sulandırılması sentezlenir. 16 Bu protein bazlı spion, protein kabuk tarafından tanınan manyetik çekirdek, 17-19 ve biyouyumluluk ve sulu çözünürlüğü manyetik özellikleri üzerinde kontrol gibi hücre manyetizasyon için uygundur yapan birçok özellikleri, birleştirir. ayrıcaDaha fazla yüzey işlevsellik nedeniyle kolaylıkla kimyasal olarak 20-22 ya da genetik olarak tadil edilmiş olabilir adreslenebilir amino asidi elde edilir. 23-25 Protein kabuğun asidik amino asit tortularının, kimyasal Katyonikleştirme hali hazırda, hızlı ve sürekli hücre mıknatıslanma giden hücre yüzeyi üzerinde anyonik etki alanları ile etkileşime stabil nanoparçacık oluşturur göstermiştir. Bu prosedür zahmetli işlevsellik ve uzun inkübasyon protokolleri ihtiyacını ortadan kaldırır ve non-spesifik etiketleme mekanizması nedeniyle bu hızlı mıknatıslanma stratejisi, diğer hücre tiplerinde yaygın bir uygulama bulmak gerekir. Burada, katyonize magnetoferritin sentezi, saflaştırılması ve yüzey fonksiyonlandırmalar detaylı protokoller de dahil olmak üzere ultra-hızlı hücre etiketleme yöntemi derinlemesine bir rapor sunduk.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

İnsan mezenkimal kök hücreler (hMSC) Bristol Southmead Hastanesi Araştırma Etik Kurulu kurallarına tam uygun (referans # 078/01) ve hasta onam alındıktan sonra total kalça protezi ameliyatı geçiren osteoartritik hastalarda proksimal femur kemik iliğinden hasat edildi.

1. Magnetoferritin sentezi ve saflaştırılması

  1. Genel açıklamalar
    1. metal ön oksidasyonunu kısıtlamak için nitrojen atmosferi altında 65 ° C sıcaklıkta bir yapışmalı, çift ceketli bir reaksiyon kabı içinde magnetoferritin sentezlenmesinde. Bir şırınga pompası kullanılarak tepkime kabına kapak erişim portu üzerinden metal tuz çözeltileri ve hidrojen peroksit enjekte edilir.
    2. magnetoferritin Sentezden sonra, anyon değişim kromatografisi ile proteinin saflaştırmak boyut dışlamalı kromatografi, ardından Protein boşluğu içine alınmış nano-tanecikleri uzaklaştırmak için (bakınız bölüm 1.4), protein monomerleri izole edilmesi için (Bölüm 1.5 bakınız). deBir Bradford tahlili kullanılarak termine protein konsantrasyonu (bölüm 1.6 bakınız).
  2. Hazırlık sentez öncesinde
    1. Su içinde bir azot gazı silindirine bağlanmış bulunan bir tüp yerleştirmek streç film ile bir kanalın kilitleme ve yaklaşık 60 dakika boyunca nitrojen gazı geçirilerek, iyonsuzlaştırılmış suyun 500 ml oksilenlendirilmesi.
    2. 65 ° C çift cidarlı reaksiyon kabına bağlı bir su banyosu ısıtın. yaklaşık 20 dakika boyunca bir tampon çözeltisi ile azot gazı geçirilmesi yolu ile kap ve oksilenlendirilmesi mühür, tepkime kabına, 50 mM 4- (2-hidroksietil) -1-piperazinetansülfonik asit (HEPES) tamponu (pH 8.6) 75 ml ilave edilir. Aynı zamanda, manyetik bir karıştırıcı kullanarak tampon çözeltisi ilave edin.
    3. HEPES tampon çözeltisi oksijen alma sonra tampon azot gazı tedarik tüpü çıkar ve bu, bir nitrojen atmosferi korumak için kap içerisinde süspanse edin. 3 mg / m bir nihai konsantrasyon elde etmek için, apo-ferritin eklemel. Manyetik karıştırmaya devam edin, ancak köpürme meydana gelirse karıştırma hızını azaltmak.
    4. deoksijene deiyonize su, 50 ml 0.19 g çözülerek kobalt sülfat heptahidrat bir 25 mM stok çözelti hazırlayın.
    5. deoksijene deiyonize su, 100 ml 0.98 g çözülerek amonyum demir sülfat hekzahidrat solüsyonu 25 mM çözelti hazırlayın.
    6. amonyum demir sülfat hekzahidrat solüsyonu 2.5 ml alın ve kobalt sülfat heptahidrat 2.5 ml ile değiştirin.
    7. İlk deoksijene deiyonize su 9 ml (ağ / ağ% 30), bir hidrojen peroksit çözeltisi 965 ul ekleyerek ve daha sonra 99 ml için bu alt stokunun 1 ml ekleyerek deoksijene deiyonize su içinde hidrojen peroksit 8.33 mM'lik çözelti hazırlayın deoksijene deiyonize su.
  3. Magnetoferritin sentezi
    1. s manyetik (aynı zamanda apo-ferritin çözeltisi içine demir-kobalt ön ve hidrojen peroksit hem de 10.1 ml enjektetirred), iki şırınga pompası kullanılarak / dakika 0.15 ml bir akış hızında (toplam hacim enjekte: 20.2 mi) eklendi.
    2. Enjeksiyon süresi boyunca deiyonize su, 500 ml oksilenlendirilmesi.
      Not: reaksiyon kabının içerikleri yavaş yavaş reaksiyon ilerledikçe, koyu kahverengi bir renk kabul eder.
    3. Kısaca, ilk enjeksiyondan tamamlanmasından önce, demir-kobalt ön ve taze deoksijene deiyonize su kullanarak hidrojen peroksit çözeltisi bir 100 ml hazırlanır.
    4. demir-kobalt ve bir hidrojen peroksit taze hazırlanmış solüsyonları kullanılarak 1.3.1 tarif edilen enjeksiyon adımı tekrar edin.
    5. Enjeksiyon süresi boyunca deiyonize su, 500 ml oksilenlendirilmesi ve 1.3.3 ve 1.3.4 tarif edildiği gibi devam edin.
    6. üçüncü enjeksiyondan sonra, karıştırılarak 15 dakika boyunca olgunlaşmaya çözeltisi bırakın.
    7. çözelti içinde serbest metal iyonlarının kenetlenmesi için tepkime kabına 1 M sodyum sitrat çözeltisi 1.5 ml ilave edilir.
    8. reaksiyonundan çözüm çıkarın50 ml santrifüj tüplerine, 4,350 x g'de 30 dakika boyunca santrifüj ve 0.22 um'lik bir şırınga filtreden geçirilerek süpernatan geçmesi halinde damar. Bu aşamada, süzüldü üst fazı saflaştırma kadar 4 ° C 'de muhafaza edilebilir.
  4. İyon değişim kromatografisi
    1. 10 ml / dk bir akış oranında bir peristaltik pompa kullanılarak bir katyonik matris ihtiva eden bir kolon (20 cm uzunluğunda, 2.5 cm çapında) üzerine örnek yükleyin.
    2. 10 ml / dk bir akış oranında bir gradyan pompası kullanılarak tamponu (50 mM tris (hidroksimetil) aminometan (TRIS) tamponu, pH 8.0) içinde çalışan yaklaşık olarak 100 ml kolon yıkayın.
    3. 150, 500 ve 1000 mM son NaCl konsantrasyonu, her bir konsantrasyonu, 150 ml: protein elüt edilmesi için Tris tamponu içinde sodyum klorür (NaCl) artan konsantrasyonları ile 10 ml / dk bir sütun yıkayın.
    4. Protein, 500 mM NaCl konsantrasyonunda elüte olur olarak, otomatik bir kısım toplayıcısı kullanılarak ve 50 ml'lik kısımlar halinde, toplayın.
      NOT: İçiniyon değişim kromatografisi detaylı protokol daha önce yayınlanmış protokolleri danışın. 26
  5. Ebat eksklüzyon kromatografı
    1. 4 ml hacim birimi tarafından takip edilen 15 ml santrifüj filtre ünitesi kullanılarak yaklaşık 2 ml'lik bir hacme kadar magnetoferritin 150 ml konsantre edilir. Bu prosedürün detaylı bir protokol için santrifüj filtre ünitelerinin üreticinin talimatlarına (malzeme listesine bakınız) başvurun.
    2. bir enjeksiyon döngüsü kullanılarak jel süzme sütunu üzerine konsantre edildi örnek yükleyin.
    3. 1.3 ml / dakika bir akış hızında (150 mM NaCl ihtiva eden 50 mM Tris tamponu, pH 8.0) tampon maddesi ile sütunun yıkayın.
    4. otomatik bir kısım toplayıcısı kullanılarak ve 6 ml fraksiyonlar toplanır. Protein monomerleri son Zehir. Bu noktada, arıtılmış, magnetoferritin Katyonikleştirme kadar 4 ° C 'de muhafaza edilebilir.
      Not: bir jel filtrasyon kolonu kullanılarak büyüklük dışlama kromatografisi ayrıntılı bir protokoldür bakınız için oncekiusly protokolleri yayınladı. 27
  6. Protein konsantrasyonunun saptanması
    1. ticari olarak temin edilebilen bir at dalak ferritin kullanılarak 50 mM Tris tamponu içinde 0.06, 0.125, 0.25, 0.5 ve 1 mg / ml ferritin standartları hazırlayın.
      NOT: piyasada mevcut ferritin protein konsantrasyonu şişe belirtilmiştir. Değilse, bu bilgi için sağlayıcısına başvurun.
    2. Çözeltinin rengi, yaklaşık 0.5 mg / ml standart renk aynı oluncaya kadar 50 mM Tris tamponu içinde bilinmeyen bir konsantrasyon magnetoferritin örnekleri seyreltilir. seyreltme faktörü bir yere not edin.
    3. 96 gözlü bir levhanın gözleri içine üç kopya halinde her bir standart ve magnetoferritin örnek 10 ul ekle.
    4. (Bradford tahlil reaktif ayrıntılar için malzemeler listesine bakın) her kuyuya hazır Bradford reaktifi 200 ul ekleyin.
    5. 8 dakika süreyle oda sıcaklığında inkübe edin.
    6. Kullanılarak λ = 595 nm absorbans ölçümübir mikroplaka okuyucu.
    7. Protein konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak ferritin standartların ortalama absorbans Konu ve magnetoferritin numunenin konsantrasyonunu hesaplamak için doğrusal bir uyum eğim ve kesişme kullanın.
      NOT: hesaba standart eğrisine magnetoferritin örneği ayarlamak için kullanılan seyreltme faktörünü alın.

2. Magnetoferritin Katyonikleştirme

  1. Genel açıklamalar
    Not: magnetoferritin Katyonikleştirme için, N, N-dimetil-1,3-propandiamin (DMPA) N- MF yüzeyinde aspartik ve glutamik asit kalıntısı elde etmek birleştirilmiştir - (3-dimetilaminopropil) - etilkarbodiimid hidroklorid (EDC) eklenmiştir.
    1. karıştırma altında oda sıcaklığında reaksiyonu yürütmek. Aşağıda verilen protokol, 5 ml (protein konsantrasyonu 2 mg / ml) 'in bir toplam hacim içinde magnetoferritin 10 mg Katyonikleştirme içindir. Ancak, yukarı veya aşağı ölçeklemeDMPA: EDC oranları tutarlı olarak tampon ve magnetoferritin çözeltisi hacimleri protein tutarak.
    2. Katyonikleştirme reaksiyonu öncesinde, 50 mM NaCl içeren 50 mM fosfat tamponu (pH 7) içine magnetoferritin örnekleri dialyze. Bu Tris elüsyon tamponunu çıkarın ve Tris amin ve EDC ile aktive edilen karboksilik asit kalıntıları arasında, istenmeyen reaksiyonları önlemek için önemlidir. diyalizden sonra protein konsantrasyonu belirlemek ve / ml önce Katyonikleştirme 4 mg ayarlayın.
  2. Katyonikleştirme protokolü
    1. DMPA 374 mg tartılır ve 200 mM 2- (N-morfolino) etansülfonik asit (MES) tamponunda 2.5 ml içinde çözülür.
    2. konsantre edildi (6 M) hidroklorik asit (HCI) kullanılarak çözelti, pH yaklaşık 7 ayarlayın.
      DİKKAT: Davlumbaz bu adımı gerçekleştirin, DMPA'nın için asit ilavesi olarak toksik dumanlar bültenleri!
    3. 4 mg / ml'de magnetoferritin solüsyonu 2.5 ml (son yoğunlaştırmaMES trasyonu 100 mM, magnetoferritin nihai konsantrasyonu / ml toplam protein miktarı 10 mg), 2 mg olmasıdır.
    4. Bir manyetik karıştırıcı ilave edin ve 2 saat dengelenmeye karıştırılır.
    5. Dikkatle 1 M HCI kullanılarak pH değeri 5.0 çözelti ayarlayın.
    6. DMPA / magnetoferritin çözeltisine EDC tozun 141 mg ekleyin.
    7. 3.5 saat boyunca karıştırmaya devam edin.
    8. Herhangi bir çökeltileri uzaklaştırmak için 0.22 um'lik bir şırınga filtreden geçirilerek çözelti filtre.
    9. Diyaliz tamponu yerine bir 12-14 kDa molekül ağırlığı kesmesi ile diyaliz tüp solüsyonu ilave edildi ve 4 ° C 'de 2 gün boyunca, 50 mM NaCl içeren 50 mM fosfat tamponu (pH 7) 4 L karşı diyaliz En az üç o dönemde kez.
      NOT: Bu noktada, katyonize magnetoferritin sonraki kullanıma kadar 4 ° C 'de muhafaza edilebilir.

Katyonize Magnetoferritin ile 3. İnsan Mezenkimal Kök Hücre Etiketleme

  1. Genel açıklamalar
    1. 37 ° C ve% 5 karbondioksit atmosferinde sınıf II laminer akış dolapları ve nemlendirilmiş inkübatör kullanan tüm hücre kültürü gerçekleştirin.
    2. 4 gün - tek tabakaları 175 cm 2 şişe ve her 3 doldurulan kültür ortamı, 20 ml kullanılarak kültür hücreleri. Kültür ortamı 1.000 mg / L glikoz,% 10 (h / h) cenin sığır serumu,% 1 (h / h), penisilin / streptomisin solüsyonu,% 1 ihtiva eden, Dulbecco Modifiye Eagle Ortamı (DMEM) oluşan (h / h) L alanil-L-glutamin çözeltisi ve 5 ng / taze takviye ml insan fibroblast büyüme faktörü.
  2. Katyonize magnetoferritin ile hMSC Manyetik etiketleme
    1. Tohum 150,000 25 cm2 şişelere hMSCs ve gece boyunca 37 ° C uygun bırakın.
    2. Filtre 0.22 um'lik bir şırınga filtreden geçirilerek katyonize magnetoferritin sterilize ve protein konsantrasyonu belirlenir.
    3. steril koşullar tutulması, katyonize magnetoferri bir 0.5 uM çözelti hazırlamakfosfat, kalay tuz (PBS) tamponlu. kullanılana kadar steril bir kültürü kaputu şapkalı tutun.
    4. Oda sıcaklığında 2 ml PBS ile kaplı hücreler yıkanır.
    5. tabakalanmış hücrelere sterilize katyonize magnetoferritin çözeltisi 1 ml ilave edilir ve arzu edilen bir süre (1 dakika ile 1 saat) inkübe edilir.
    6. tripsin / etilendiamintetraasetik asit (EDTA), 0.5 ml ilave edildikten ve 5 dakika için 37 ° C 'de enkübe edilerek hücreler PBS ile, ve daha sonra, hasat hücreleri yıkayın.
    7. , Tripsin / EDTA inaktive 524 x g'de 5 dakika boyunca 15 ml'lik bir santrifüj tüpüne ve santrifüj çözelti aktarmak için kültür ortamı 1 ml ilave edilir.
    8. Süpernatant atılır ve fetal sığır serumu ve PBS içinde 2 mM EDTA (w / v)% 0,5 oranında içeren, 0.5 ml hücre pelletini manyetik ayırma tamponu yeniden askıya.
  3. Manyetik Hücre Ayırma
    1. Çok standa mıknatıs takın ve mıknatıs manyetik ayırma sütun ekleyin. th bir ön ayırma filtresi yerleştirine sütunu.
    2. ön ayırma filtresi manyetik ayırma tampon 0.5 ml yerleştirin ve filtre ve yıkama ve onları ıslak sütununda hem aracılığıyla çalışmasına izin verin.
    3. sütununun altında bir 15 ml santrifüj tüpüne koyun.
    4. manyetik ayırma kolonu filtre haznesinde hücre süspansiyonu, 0.5 ml ilave edilir.
    5. hazne boşaldığında, manyetik ayırma tamponu, 0.5 ml ekleyin.
    6. hazne boşaldığında, manyetik ayırma tamponu ilave 0.5 ml ekleyin.
    7. Bir kez daha (1.5 mi olmalıdır yıkama için kullanılan manyetik ayırma tamponu toplam hacim) tekrarlayın. Bu yıkama adımı sütunu (non-manyetize hücre fraksiyonu) olmayan tüm mıknatıslanmış hücreleri ayrışır.
    8. Mıknatıs sütunu çıkarmak ve yeni bir 15 ml'lik santrifüj tüpüne koyun. Sütun deposunun filtresini çıkartınız.
    9. hazneye manyetik ayırma tamponu 1 ml ilave edilir ve üretimi ile birlikte piston kullanılarak sütun üzerinden itme anındar. Bu santrifüj tüpüne (manyetize hücre fraksiyonu) halinde kolondan manyetize edilmiş hücreler çözülür.
    10. Santrifüj 524 x g'de 5 dakika boyunca her iki tüp.
    11. Süpernatantı atın ve 0.3 ml PBS içinde hücre pelletleri yeniden askıya.
    12. hemasitometre kullanarak her fraksiyon hücreler sayıların sayısını.
    13. Manyetize edilmiş hücrelerin oranını tespit, E (%), aşağıdaki denklem kullanılarak:
      figure-protocol-1
      N (M) manyetize edilmiş fraksiyon ve n hücre sayısı olduğu (M + NM) manyetize olmayan manyetize fraksiyonlarda hücrelerin sayısı toplamıdır.
  4. Indüktif eşleşmiş plazma optik emisyon spektroskopisi kullanarak demir ölçümü için katyonize magnetoferritin ile etiketlenmiş hMSCs hazırlanması (ICP-OES)
    NOT: protokol diğer ICP-OES araçlar için adapte edilmesi gerekebilir. Yeniden danışmak tavsiye edilirmından kendiniz sorumlusunuz teknisyeni.
    1. x g'de 524 5 dakika için bir hücre bilinen numarasını santrifüjleyin.
    2. PBS Süpernatantı ve% 50 (h / h), nitrik asit, 0.25 ml ekleyin.
    3. Vortex asitleştirilmiş hücre süspansiyonu karıştırın.
    4. Gece boyunca oda sıcaklığında inkübe edin.
    5. Her bir numune ve vorteks karışımına damıtık su 4.75 ml ilave edilir.
    6. ICP-OES ile analiz edin. 28
    7. Hücresel demir içeriğinden bir değeri belirlemek için hücre sayısı ölçülen demir normalize edilecektir.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

TEM Apoferitin boşluğu içindeki nanoparçacık mineralizasyon onaylamak ve ortalama çekirdek boyutu (Şekil 1A ve 1B) belirlemek için kullanılmıştır. boyanmamış magnetoferritin örneklerinin Görüntü analizi 8.2 ± 0.7 nm bir ortalama çekirdek çapı verdi ve aurothiglükoz leke proteini kafesi içinde nanopartiküllerin varlığını doğruladı. Fotoğraflar daha düzgün nanopartikül çekirdek izole etmek için manyetik ayırma ile saflaştırılmış bir magnetoferritin örneği göstermektedir unutmayın. manyetik saflaştırılmıştır değil Magnetoferritin numuneleri biraz daha geniş çekirdek boyutu dağılımına sahiptir. Seçilen alan elektron difraksiyonu kullanılarak magnetoferritin çekirdek yapısı 29 analizi mümkün manyetit göre ters spinel yapısı, bu (Fe 3 O 4) ve / veya maghemit (γ-Fe 2 O 3), hem de gösterilen spinel yapısı Co 3 nedeniyle O 4. Ayrıca, Raman Fe 3 O 4 küçük γ-Fe 2 O 3 miktarları ve kobalt ferrit (Şekil 1 C) atfedilen zirveleri saptandı. magnetoferritin ICP-OES analizi magnetoferritin her miligramı için kobalt 102 demir ug ve 0.9 ug ortalama göstermiştir.

Şematik bir sonraki Katyonikleştirme aşamasını (Şekil 2 A) gösteren, dahildir. dinamik ışık dağılımı ile tespit edildiği magnetoferritin ve katyonize magnetoferritin hidrodinamik çapı sırasıyla 11.8 ± 1.1 nm ve 12.5 ± 1.4 nM idi. magnetoferritin kovalent DMPA-kaplinin Katyonikleştirme etkinliği zeta Potansiyometrinin ve matris destekli lazer desorpsiyon iyonizasyon time-of-flight (MALDI-TOF) kütle spektrometrisi ile belirlendi. Zeta potansiyeli Onay, katyonize magnetoferritin için + 8.3 mV MF -10,5 mV olarak değiştirildiPozitif (Tablo 1) negatif yüzey potansiyeli değiştirin. Kütle spektrometresi deneyleri yerli-apo ferritin ve katyonize apo-ferritin (Şekil 2 B) 21.1 kDa için 20.1 kDa alt birimi molekül ağırlığı bulundu. Bu kütle artışı yaklaşık 12 bağlanmış DMPA protein alt-birim başına moleküllerin ve tüm 24 alt birim protein 288 kalıntı Katyonikleştirme karşılık gelir.

Manyetik doygunluk ve duyarlılık KALAMAR Magnetometri kullanılarak ölçüldü ve enine ve boyuna Relaksivite manyetik rezonans görüntüleme kullanılarak ölçüldü. Manyetik özellikler Katyonikleştirme kapalı spion (Tablo 1) manyetik özellikleri üzerinde önemsiz etkiye sahip olduğunu belirten magnetoferritin ve katyonize magnetoferritin için benzerdi. Bundan başka, bu özellikleri magne katyonize 19,30 Gösteren diğer demir oksit bazlı nano benzertoferritin görüntüleme kontrast artırıcı geleneksel spion bazlı MRI kontrast ajanları olarak uygun olacaktır.

30 dakika maruz kaldıktan sonra, hücre yüzeyi yoğun katyonize magnetoferritin (Şekil 3 A) ile kaplandı. Ancak, bir hafta sonra, hiçbir nanopartiküller hücre yüzeyinde (Şekil 3 B) bulundu. Katyonize magnetoferritin manyetik markalama hMSCs de son derece etkili olduğu görülmüştür. Özellikle, bir dakika süreyle katyonize magnetoferritin hücrelerin maruz hücre popülasyonunun% 92 mıknatıslama ve hücre başına demir 3.6 ug arasında iletimiyle sonuçlandı. Tüm hücre popülasyonunun (Şekil 3 C) manyetizasyon ile sonuçlanmıştır 15 dakika inkübasyon süresi uzar.

figure-results-1
Şekil 1: magnetof karakterizasyonu erritin çekirdekler% 5 kobalt katkılı. Aurothiglükoz (A) ve boyanmamış (B) ile boyandı magnetoferritin TEM ve görüntüler. Ankastre manyetit endeksleri ile ilgili elektron kırınımı gösterir. Ölçek çubuğu: 20 nm. Magnetoferritin (c) Raman spektrumu. Oklar kobalt ferrit (T 2g), manyetit ve maghemit (A 1g hem de) ana Raman titreşim modlarını gösterir. Kullanılan 31,32 lazer dalga boyu 532 nm idi. (Okuda ve ark., 18 uyarlanmış Görüntü). Bu magnetoferritin örnek ayrıca eşit yüklenen magnetoferritin parçacıkları izole manyetik ayırma kullanılarak saflaştırılmıştır olduğunu not edin. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

785fig2.jpg "/>
Şekil 2: magnetoferritin arasında Katyonikleştirme. A), protein yüzeyi üzerindeki asidik (kırmızı dağılımı) ve temel (sarı) amino asit kalıntılarını gösteren Çözücü erişilebilir yüzey alanı gösterimleri. (1) Magnetoferritin yüzey proteini (3) asidik amino asit kalıntısı elde etmek, DMPA karbodiimid aracılıklı çapraz bağlama ile katyonize magnetoferritin (2) için modifiye edilir. APO-ferritin ve katyonize apo-ferritin alt birimlerinin b) kütle spektrometresi analizi. MALDI-TOF tarafından üretilen kütle-yük (m / z) Apoferitin spektrumu (ApoF) ve katyonize Apoferitin (kedi ApoF). 21.1 kDa 20.1 kDa'dan bir kütle artışı Katyonikleştirme sonra gözlenir. (Correia Carreira ark uyarlanan görüntü. 15) , bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-2
Şekil 3: Manyetik etiketleme ve katyonize magnetoferritin ile inkübe hMSCs hücre ayrılması. Katyonize magnetoferritin ile 30 dakikalık bir inkübasyon sonrasında hMSCs A) TEM görüntüsü. ok yoğun hücre yüzeyi üzerinde paketlenmiş magnetoferritin çekirdeklerinin mevcudiyetine işaret etmektedir. Ölçek çubukları: 200 nm. Etiketleme sonra hMSC bir hafta B) TEM görüntüsü. hücre yüzeyi katyonize magnetoferritin açık olduğunu. Manyetik etiketleme hızını ve kuvvetini incelenmesi C) hücre popülasyonunun% 92 magnetoferritin katyonize 0.5 uM bir dakikalık maruz kaldıktan sonra manyetize edilmiş ve tüm hücre popülasyonunu 15 dakika içindeki manyetize edilmiş oldu. hücre başına demir içeriği ICP-OES ile belirlendi. Üç biyolojik çoğaltır ortalama ve standart sapma gösterilmektedir. Correia Carreira ark uyarlanmıştır (Resim. 15) Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

MF Kedi-MF
Hidrodinamik çapı [nm] 11.8 ± 1.1 12.5 ± 1.4
Zeta potansiyeli [mv] (-) 10.4 ± 0.2 8.3 ± 0.7
Manyetik doyma moment [Am 2 kg -1] 54.9 ± 1.6 55.3 ± 1.4
Kütle duyarlılık [x 10 4 m 3 kg -1] 1.75 ± 0.08 1.75 ± 0.07
Boyuna Relaksivite [mm -1 sn -1] 2.6 ± 0.1 2.3 ± 0.1
Enine Relaksivite [mm -1 sn -1] 44.6 ± 1.0 52.8 ± 0.8

Tablo 1: magnetoferritin nin fiziko karakterizasyonu (MF) ve katyonize magnetoferritin (kedi-MF). (Tablo Correia Carreira et al uyarlanmıştır. 15)

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

aurothiglükoz ile lekelenmiş magnetoferritin örnekleri TEM proteini kafes içinde nanopartiküllerin başarılı bir mineralizasyon saptandı. Elektron difraksiyon ve nanoparçacık çekirdeğin Raman analizi kobalt nanopartikül iç başarılı doping gösteren bir kobalt ferrit mevcudiyetine işaret etmiştir. Bu karma oksit nanopartiküller başarıyla apo-ferritin boşluğu içinde mineralize olabilir göstermektedir. Ayrıca, kobalt katkılama manyetik özelliklerinin ayarlama sağlayan reaksiyon karışımına ilave kobalt ön miktarını değiştirerek değiştirilebilir geçerli olduğunu göstermiştir. 18

Magnetoferritin sentezi sürece sıkıca kapatılabilir ve reaktifler (örneğin, üç-boyunlu, yuvarlak tabanlı bir şişeye) ilave edilebildiği erişim portları gibi, gemilerin çeşitli gerçekleştirilebilir. Reaksiyon sıcaklığı kabı yerleştirerek ya da 65 ° C 'de muhafaza edilmelidirÇift kılıflı bir tekne kullanılarak bir su / yağ banyosu veya. Burada, sentezi gerçekleştirmek için bir çift ceketli bir elektrokimyasal hücre bir düzenleme. Doğru pH değerini korumak ve sulu çözeltilerin oksijen kirlenmesini önlemek, başarılı sentezini garantilemek için çok önemlidir. Metal tuz çözeltileri her zaman önceden yerine kullanmak taze önce hazırlanmalıdır. Ayrıca, ticari Apoferitin çözümleri kalitesi değişir ve sentez sonucunu etkileyebilecek (örn., Nanoparçacık çekirdek mineralize boyutu). Bu üreticiler tarafından kullanılan herhangi bir artık indirgeme maddesi çıkarmak için sentez öncesinde 50 mM HEPES tamponu (pH 8.6) içine Apoferitin çözeltisi diyaliz için yardımcı olabilir. Sentezi için kullanılan apo-ferritin çözümün toplu numarasını bir yere not yapmakta fayda var, bu yüzden özellikle ek malzeme ihtiyacı satın alınacak gereken üreticiden talep edilebilir. Ayrıca, piyasada mevcut apo-ferritin protein konsantrasyonu olan can, şişe üzerinde belirtilmelidirsentezi için gerekli olan apo-ferritin çözeltinin hacmi hesaplamak için kullanılabilir. Bu durum söz konusu değilse, bu bilgi için sağlayıcısına başvurun.

Burada ve daha önceki raporlarda sunulan - - metal tuzları ve hidrojen peroksit tedricen ilave avantajı nanopartikül çekirdeğin mineralizasyon farklı yükleme faktörleri (örneğin, nanopartikül boyutları) elde edilebilir şekilde kontrol edilebilmesidir. 33. Ayrıca, başka, örneğin, bir manyetik ayırma kolonu, bir elektromıknatıs içine tespit paslanmaz çelik tozu ile dolu bir kolon kullanılarak magnetoferritin arıtmak mümkündür. 34. Bu nedenle, yüksek tek dağılımlı nanopartikül çekirdekleri toplu magnetoferritin numuneden izole edilebilir. Bununla birlikte, manyetik hücre etiketlenmesi için burada sunulan bu gerekli değildir. magnetoferritin sentezinin bir sınırlaması yaklaşık% 10 nispeten düşük sentez verimi, ticari apo-Fe, nispeten yüksek maliyetrritin çözümler. Ancak, apo-ferritin de kurulmuş de-mineralizasyon protokolleri takip ederek ferritin ucuza temin at dalak hazırlanabilir. 16

magnetoferritin bir Katyonikleştirme DMPA 250 molekülü ve negatif yüklü artığı başına EDC 50 moleküllerin mol oranı eklenerek elde edilmiştir (hesaplamalar at dalak ferritin amino asit sekansına dayalı olarak). protein üzerindeki reaktif bu fazlalığı, daha önce ferritin Katyonikleştirme sonuçları ile benzerdi yüksek Katyonikleştirme verimleri ile sonuçlanmıştır. MALDI-TOF analizi Apoferitin ve katyonize Apoferitin 35 için magnetoferritin çekirdeğin fazla moleküler kütlesi kullanılmıştır. Yüksek Katyonikleştirme verimi elde etmek için, uygun pH değeri de önemlidir. EDC-aracılıklı çapraz bağlama hafif asidik koşullar altında daha etkilidir, ve pH değeri 5 magnetoferritin için en uygun Katyonikleştirme sonuçlar vermiştir bulundu. Bununla birlikte, diğer proteinler cationization pH optimize edilmesi gerekebilir. Bu ciddi çökelmeye neden olabilir, çünkü en Katyonikleştirme veya proteinin izoelektrik noktasına yakın kaçınılmalıdır.

katyonize magnetoferritin kök hücre mıknatıslanma yüksek verimli ve inkübasyon sürelerini çok altında 30 dakika ile elde edilebilir. Hatta bir dakikalık inkübasyon MRI T2 ve T2 * kontrast etkilemek için gereken bildirilen aralık içinde 3.6 ug, hücresel bir demir içeriği ile sonuçlandı. 36,37 verimli etiketleme düşük ekstrasellüler demir konsantrasyonları ile elde edilir dikkat çekicidir. Örneğin anyonik nano parçacıklar kullanarak daha önceki çalışmalar, 5 mM demir ile 30 dakikalık bir inkübasyon süresinden sonra hücre başına 10 ug demir seviyeleri rapor etmektedir. Buna karşılık 38, 0.5 uM proteini içeren bir katyonize magnetoferritin çözeltisi ile inkübasyon yaklaşık 0.2 mM demir ile kuluçkaya bırakılmaya karşı gelen ve cel başına demir yaklaşık 10 pg verir30 dakika sonra l. Biz açıkça TEM kullanarak herhangi bir endositotik veziküller tespit etmek mümkün değildi. Ancak, katyonize ferritin kullanarak önceki çalışmalarda içselleştirilmesi maruziyeti ilk on dakika içinde meydana geldiğini gördük. 39,40 katyonize ferritin clathrin- veya kaveolin bağımlı endositoz belirten kaplanmış kesecikler, lokalize olabilir. Aynı çalışmalar inkübasyon 30 dakika sonra, katyonize ferritin lizozomlar benzeyen, hücre yüzeyi üzerinde mevcut olan, hem de multiveziküler organlarında de olduğu bildirilmiştir.

Diğer uygulamalar, anti-kanser ilaçları 41 ya da kuantum noktaları 42 gibi diğer nanopartiküller ve / veya fonksiyonel moleküller, yüklü apo-ferritin kafesleri Katyonikleştirme içerebilir. Bu ferritin yapıların Katyonikleştirme hücrelere kendi yük daha hızlı ve daha etkin bir şekilde iletilmesini neden olabilir.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC hibe kodu EP/G036780/1) tarafından desteklenen Bristol Fonksiyonel Nanomalzemeler Merkezi aracılığıyla finanse edilmiştir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
4- (2-hidroksietil) -1-piperazineetansülfonik asit (HEPES)Fisher ScientificBPE310-1tozu; pH 8.6'da 1 M'lik bir stok çözeltisi hazırlayın ve 50 ° C'ye kadar seyreltin; kullanmadan önce mM. Sentezden önce pH'ı dikkatlice kontrol edin!
Sigma AldrichA3641'denapoferritinLOT # 081M7011V
kobalt sülfat heptahidrat kullandık ve nbsp;Sigma AldrichC6768sentezden önce tuzdan taze çözeltiler hazırlayın
amonyum demir sülfat, hekzahidrat Sigma AldrichF1543sentezden önce tuzdan taze çözeltiler hazırlar
hidrojen peroksit çözeltisi (% 30)Sigma Aldrich216763sentezden önce tuzdan taze çözeltiler hazırlayın
sodyum sitratSigma AldrichS1804tozu; 1 M'lik bir çözelti hazırlanabilir ve birkaç ay boyunca oda sıcaklığında tutulabilir
Millex GP filtre ünitesi, 0.22  mikronMerck MilliporeSLGP033RSşırınga filtresi
Trizma tabanıSigma AldrichT1503tozu; pH 8.0'da 1 M'lik bir stok çözeltisi hazırlayın ve 50 ° C'ye kadar seyreltin; Sodyum klorür kullanmadan önce mM
Sigma Aldrich31434poweder; gerektiği gibi tamponlara ekleyin
Centriprep santrifüj filtre üniteleri MerckMillipore4310Ultracel YM-50 membran, 12 ml hacim; manyetoferritin çözeltisi yaklaşık 150 ml'den 20 'ye konsantre olana kadar ilk konsantrasyon için kullanın; ml
Amicon Ultra-4 santrifüj filtre untisMerck MilliporeUFC801024Ultracel-10 membran, 4  ml hacmi; Manyetoferritin çözeltisini yaklaşık 20 ml'den &  2 ml
ANX Sepharose 4 Hızlı AkışGE Healthcare17-1287-04bu sütunu kendimiz paketledik
HiPrep 26/60 Sephacryl S-300 HR sütunu GE Healthcare17-1196-01bu sütun hazır paketlenmiş olarak satın alındı
Ä KTA arıtma sistemiGE Healthcare28406264
numune pompası P-960GE Healthcare18-6727-0010 ml/dk akış hızında yük numunesi
otomatik fraksiyon toplayıcı Frac-950GE Healthcare18-6083-00
Bradford tahlil reaktifiSigma AldrichB6916solüsyonu kullanıma hazır
Ferritin, Tip I: at dalağındanSigma AldrichF4503manyetoferritin konsantrasyonunu belirlemek için bu çözeltiden ferritin standartlarını hazırlar
N, N< / em>-dimetil-1,3-propan diamin (DMPA)Sigma Aldrich308110DİKKAT: bir DMPA çözeltisinin pH'ını ayarlarken, bu adımı bir çeker ocakta gerçekleştirin
N-(3-dimetilaminopropil)-N'-etilkarbodiimid hidroklorür ( EDC)Sigma AldrichE6383dondurucuda saklayın ancak şişeyi açmadan önce oda sıcaklığına getirin
2- ( N < / em >-morfolino) etansülfonik asit (MES)AppliChemA0689,0500tozu; pH 5'te 200 M'lik bir stok çözeltisi hazırlayın
diyaliz tüpü selüloz membranSigma AldrichD9652kullanmadan
önce 10 dakika deiyonize suya batırınDulbecco' s Modifiye Kartal' s Orta (DMEM), 1.000 mg / L glikozSigma AldrichD554637 ° C'de sıcak; Kullanmadan önce C su banyosu
fetal sığır serumuSigma AldrichF7524stoka ekle DMEM şişesi,% 10 (h / h) nihai konsantrasyon
penisilin / streptomisin çözeltisiSigma AldrichP0781stoka ekle DMEM şişesi,% 1 (h / h) nihai konsantrasyon
glutamax çözeltisiGibco35050-087stoka ekle DMEM şişesi,% 1 (h / h) nihai konsantrasyon
insan fibroblast büyüme faktörüPeproTech100-18B, her ortam değişikliğinde hücre kültürü şişesine taze olarak DMEM'e eklenir; nihai konsantrasyon 5 ng / ml
fosfat tamponlu salinSigma AldrichD8537steril çözelti, hücre kültürü için
tripsin / EDTA çözeltisiSigma AldrichE5134dondurucuda saklayın ve 37 ° C'de çözün; ° Kullanmadan önce C su banyosu
etilendiamintetraasetik asit (EDTA)Sigma AldrichE5134tozu; PBS'de 2 mM'lik bir çözelti yapın 
sığır serum albüminiSigma AldrichA70302 'ye% 0.5 (a / h) ekleyin; PBS'de mM EDTA çözümü; manyetik karıştırıcı ile dikkatlice karıştırın, köpürmekten kaçının; filtre, 0.22 mikronluk bir şırınga filtresi ile sterilize
, MACS çoklu stand MACS mıknatısının takılması içinMiltenyi Biotec130-042-303
MACS MS sütunlarıMiltenyi Biotec130-042-201tek kullanımlık; tek kullanımlık olarak tasarlanmıştır, ancak sterilite gerekli değilse, tekrar kullanılabilirler: deiyonize su ve% 100 etanol ile yıkayın ve bir kurutma fırınına koyun; paslı yamalar gözlemlerseniz atın
MiniMACS ayırıcı mıknatısMiltenyi Biotec130-042-102Sütunlar ve sehpalarla birlikte başlangıç kiti olarak satın alınabilir
MACS sütun ön ayırma filtresiMiltenyi Biotec130-041-40730 mm filtre
Nitrik asit çözeltisi, %64-66Sigma Aldrich7006
Titrando 907, şırınga pompasıMetrohm2.907.0020
Manyetoferritin ve katyonlaştırılmış manyetoferritini karakterize etmek için kullanılan ekipman
SpectraMax M5Bradford tahlilinde absorbansı ölçmek için kullanılanMoleküler Cihazlar
JEM 1200 EXJEOLManyetoferritin InVia Raman spektrometresinin TEM görüntülemesi için kullanılır
Raman spektroskopisi için kullanılanRenishaw
Torus DPSS lazerLazer KuantumRaman spektroskopisi için kullanılır
Bruker UltrafleXtremeUygulamalı BiyosistemlerApoferritin ve katyonlaştırılmış apoferritinin MALDI-TOF analizi için kullanılır
ZetaSizer Nano-ZSMalvern CihazlarıManyetoferritin ve katyonlaştırılmış manyetoferritinin hidrodinamik çapını ve zeta potansiyelini ölçmek için kullanılır
Manyetik Özellik Ölçüm SistemiKuantum TasarımıManyetik doygunluk momenti ve manyetik duyarlılığı ölçmek için kullanılır
Magnetom SkyraSiemensBoyuna ve enine gevşemeyi belirlemek için kullanılır 
Tecnai 12 BioTwin SpiritFEIile etiketlenmiş hMSC'nin TEM görüntülemesi için kullanılır
Hücrelerdeki demir içeriğini belirlemek için kullanılır
at dalağı , , : , , , edilir Katyonlaştırılmış manyetoferritin 710 ICP-OES Agilent

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gupta, A. K., Gupta, M. Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical applications. Biomaterials. 26 (18), 3995-4021 (2005).
  2. Decuzzi, P., Ferrari, M. The role of specific and non-specific interactions in receptor-mediated endocytosis of nanoparticles. Biomaterials. 28 (18), 2915-2922 (2007).
  3. Cunningham, C. H., et al. Positive contrast magnetic resonance imaging of cells labeled with magnetic nanoparticles. Magn. Reson. Med. 53 (5), 999-1005 (2005).
  4. Song, H. T., et al. Surface modulation of magnetic nanocrystals in the development of highly efficient magnetic resonance probes for intracellular labeling. J. Am. Chem. Soc. 127 (28), 9992-9993 (2005).
  5. Daldrup-Link, H. E., et al. Targeting of hematopoietic progenitor cells with MR contrast agents. Radiology. 228 (3), 760-767 (2003).
  6. Singh, N., Jenkins, G. J., Asadi, R., Doak, S. H. Potential toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION). Nano Rev. 1, (2010).
  7. Dodd, S. J., et al. Detection of single mammalian cells by high-resolution magnetic resonance imaging. Biophys. J. 76 (1), 103-109 (1999).
  8. Ahrens, E. T., Feili-Hariri, M., Xu, H., Genove, G., Morel, P. A. Receptor-mediated endocytosis of iron-oxide particles provides efficient labeling of dendritic cells for in vivo MR imaging. Magn. Reson. Med. 49 (6), 1006-1013 (2003).
  9. Arbab, A. S., et al. Efficient magnetic cell labeling with protamine sulfate complexed to ferumoxides for cellular MRI. Blood. 104 (4), 1217-1223 (2004).
  10. Bulte, J. W. M., et al. Magnetodendrimers allow endosomal magnetic labeling and in vivo tracking of stem cells. Nat. Biotechnol. 19 (12), 1141-1147 (2001).
  11. Josephson, L., Tung, C. H., Moore, A., Weissleder, R. High-efficiency intracellular magnetic labeling with novel superparamagnetic-tat peptide conjugates. Bioconjugate Chem. 10 (2), 186-191 (1999).
  12. Lewin, M., et al. Tat peptide-derivatized magnetic nanoparticles allow in vivo tracking and recovery of progenitor cells. Nat. Biotechnol. 18 (4), 410-414 (2000).
  13. Hunter, A. C. Molecular hurdles in polyfectin design and mechanistic background to polycation induced cytotoxicity. Adv. Drug Delivery Rev. 58 (14), 1523-1531 (2006).
  14. Montet-Abou, K., Montet, X., Weissleder, R., Josephson, L. Cell internalization of magnetic nanoparticles using transfection agents. Mol. Imaging. 6 (1), 1-9 (2007).
  15. Correia Carreira,, S,, et al. Ultra-fast stem cell labelling using cationised magnetoferritin. Nanoscale. 8 (14), 7474-7483 (2016).
  16. Meldrum, F. C., Heywood, B. R., Mann, S. Magnetoferritin: in vitro synthesis of a novel magnetic protein. Science. 257 (5069), 522-523 (1992).
  17. Klem, M. T., et al. Synthetic control over magnetic moment and exchange bias in all-oxide materials encapsulated within a spherical protein cage. J. Am. Chem. Soc. 129 (1), 197-201 (2007).
  18. Okuda, M., Eloi, J. C., Sarua, A., Jones, S. E. W., Schwarzacher, W. Energy barrier distribution for dispersed mixed oxide magnetic nanoparticles. J. Appl. Phys. 111 (7), (2012).
  19. Uchida, M., et al. A human ferritin iron oxide nano-composite magnetic resonance contrast agent. Magn. Reson. Med. 60 (5), 1073-1081 (2008).
  20. Danon, D., Skutelsk E, M. arikovsY., Goldstei, L. Use of Cationized Ferritin as a Label of Negative Charges on Cell Surfaces. J. Ultrastruc. Res. 38 (5-6), 500-510 (1972).
  21. Valero, E., et al. Magnetic Nanoparticles-Templated Assembly of Protein Subunits: A New Platform for Carbohydrate-Based MRI Nanoprobes. J. Am. Chem. Soc. 133 (13), 4889-4895 (2011).
  22. Zborowski, M., et al. Immunomagnetic isolation of magnetoferritin-labeled cells in a modified ferrograph. Cytometry. 24 (3), 251-259 (1996).
  23. Ikezoe, Y., et al. Growth of Giant Two-Dimensional Crystal of Protein Molecules from a Three-Phase Contact Line. Langmuir. 24 (22), 12836-12841 (2008).
  24. Uchida, M., et al. Targeting of cancer cells with ferrimagnetic ferritin cage nanoparticles. J. Am. Chem. Soc. 128 (51), 16626-16633 (2006).
  25. Yamashita, K., et al. Selective nanoscale positioning of ferritin and nanoparticles by means of target-specific peptides. Small. 2 (10), 1148-1152 (2006).
  26. Williams, A., Frasca, V., et al. UNIT 8.2 Ion-Exchange Chromatography. Current Protocols in Protein Science. Coligan, J. E., et al. , John Wiley & Sons, Inc. (2001).
  27. Hagel, L., et al. UNIT 8.3 Gel-Filtration Chromatography. Current Protocols in Protein Science. Coligan, J. E., et al. , John Wiley & Sons, Inc. (2001).
  28. Hou, X., Jones, B. T. Inductively coupled plasma-optical emission spectrometry. In Encyclopedia of Analytical Chemistry. Meyers, R.A. ed. , John Wiley & Sons, Ltd. 1(2000).
  29. Correia Carreira, S., et al. Ultra-fast stem cell labelling using cationised magnetoferritin. Nanoscale. , (2016).
  30. Simon, G. H., et al. T1 and T2 relaxivity of intracellular and extracellular USPIO at 1.5 T and 3T clinical MR scanning. Eur. J. Radiol. 16 (3), 738-745 (2006).
  31. Jubb, A. M., Allen, H. C. Vibrational Spectroscopic Characterization of Hematite, Maghemite, and Magnetite Thin Films Produced by Vapor Deposition. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2 (10), 2804-2812 (2010).
  32. Wang, Z. W., et al. High-pressure x-ray diffraction and Raman spectroscopic studies of the tetragonal spinel CoFe2O4. Phys. Rev. B. 68 (9), (2003).
  33. Wong, K. K., Douglas, T., Gider, S., Awschalom, D. D., Mann, S. Biomimetic synthesis and characterization of magnetic proteins (magnetoferritin). Chem. Mater. 10 (1), 279-285 (1998).
  34. Okuda, M., et al. Fe3O4 nanoparticles: protein-mediated crystalline magnetic superstructures. Nanotechnology. 23 (41), 415601(2012).
  35. Perriman, A. W., Cölfen, H., Hughes, R. W., Barrie, C. L., Mann, S. Solvent-Free Protein Liquids and Liquid Crystals. Angew. Chem. Int. Ed. 48 (34), 6242-6246 (2009).
  36. Billotey, C., et al. T-cell homing to the pancreas in autoimmune mouse models of diabetes: in vivo MR imaging. Radiology. 236 (2), 579-587 (2005).
  37. Smirnov, P., et al. In vivo cellular imaging of lymphocyte trafficking by MRI: a tumor model approach to cell-based anticancer therapy. Magn. Reson. Med. 56 (3), 498-508 (2006).
  38. Wilhelm, C., et al. Magnetic control of vascular network formation with magnetically labeled endothelial progenitor cells. Biomaterials. 28 (26), 3797-3806 (2007).
  39. MacLean, I., Sanders, E. Cationized ferritin and phosvitin uptake by coated vesicles of the early chick embryo. Anat. Embryol. 166 (3), 385-397 (1983).
  40. Van Deurs, B., Nilausen, K., Faergeman, O., Meinertz, H. Coated pits and pinocytosis of cationized ferritin in human skin fibroblasts. Eur. J. Cell Biol. 27 (2), 270-278 (1982).
  41. Xing, R. M., et al. Characterization and cellular uptake of platinum anticancer drugs encapsulated in apoferritin. J Inorg Biochem. 103 (7), 1039-1044 (2009).
  42. Wong, K. K., Mann, S. Biomimetic synthesis of cadmium sulfide-ferritin nanocomposites. Adv. Mater. 8 (11), 928-932 (1996).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Manyetik Nanopar ac k SenteziH cre Manyetizasyonunsan Mezenkimal K k H creleriApoferritin Protein KafesiKobalt Katk l Demir OksitProtein Fonksiyonelle tirmeManyetik Ay rmaDemir KantifikasyonuGe irimli Elektron Mikroskobu

İlgili makaleler