不同均匀度磁场下磁转染效果的研究

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZT0009
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目的:  研究不同均匀度磁场对磁转染效果的影响,为提高转染率提供一种新思路和新方法。  方法:  1.用化学共沉淀法制备聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,PEI)修饰的 Fe3O4纳米复合物( PEI-Fe3O4)并用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)、激光粒度分析仪、Zeta电势分析仪、振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)、原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM),琼脂糖凝胶电泳等对其形貌、组成、Zeta电位、DNA结合能力等进行表征。  2.以三维运动平台和三维磁场测量高斯计组成的测试平台测定单边Halbach磁体和96孔磁板的磁场均匀度。  3.(1)用倒置荧光显微镜,流式细胞术观察不同均匀度磁场下人肾上皮细胞(Human Embryonic Kidney-293,HEK-293)及人成骨肉瘤细胞(Human osteosarcoma MG-63 cell line,MG-63)中GFP表达强度。(2)用荧光成像仪器观测不同磁场下转染分布情况。  4.(1)MTT法检测不同均匀度磁场下PEI-Fe3O4纳米粒的对细胞存活率的影响。(2)通过TEM来观察PEI-Fe3O4磁性纳米复合颗粒被HEK-293内吞的状况及观察细胞形态是否发生变化。  结果:  1.(1)TEM显示Fe3O4纳米复合物颗粒呈圆形或椭圆形,均匀度较好,平均粒径为7.292nm;PEI-Fe3O4纳米复合物的Zeta电位值为36.8±0.5mV,PEI-Fe3O4纳米粒与pDNA复合后的电位虽然降低但依然带正电荷。从磁滞回线图可以看到,样品的磁化强度值会随着磁场强度的增大而增大,并且当磁场为0Oe时,剩磁为0.0177emu/g。(2)琼脂糖凝胶电泳显示PEI-Fe3O4纳米复合物对质粒有较好的复合能力,在PH=7时其最佳结合氮磷比为 N/P=0.5;原子力显微镜显示PEI-Fe3O4-pDNA复合物的灰阶形貌图与预期化学结构图是相符合的。  2.磁场测量结果显示Halbach磁体最均匀处的均匀度达到2‰左右。96孔磁板每孔的均匀度约为80%以上。二者相差超过100倍,在这里我们设定96孔磁板为不均匀磁场(Nonuniform MF),则Halbach磁场为相对均匀磁场(Uniform MF)。  3.(1)倒置荧光显微镜显示在HEK-293,MG-63细胞系中均有:不论有无磁场,PEI转染组都高于裸质粒pDNA转染组的,而无磁场时PEI-Fe3O4与PEI转染组转染效果差异不大,不均匀磁场与均匀磁场下磁转染效率均要明显高于仅用PEI进行转染,且均匀磁场下磁转染效率显著高于不均匀磁场的转染率。(2)流式细胞术显示转染效率为:在HEK-293细胞系中PEI-Fe3O4-pDNA+Uniform MF(77.75±0.07%)>PEI-Fe3O4-pDNA组+Nonuniform MF(30.65±0.49%)>PEI-Fe3O4-pDNA组(7.90±0.56%)(p<0.05),在 MG-63细胞系中PEI-Fe3O4-pDNA+Uniform MF(10.65±0.21%)>PEI-Fe3O4-pDNA组+Nonuniform MF(5.60±0.28%)>PEI-Fe3O4-pDNA组(2.40±0.14%)(p<0.05)。(3)荧光成像仪器结果显示,与不均匀磁场相比均匀磁场下磁转染分布更为均匀。  4.(1)MTT结果显示在HEK-293细胞系和MG-63细胞系均有:与空白对照组相比, PEI-Fe3O4-pDNA+Uniform MF组与PEI-Fe3O4-pDNA+Nonuniform MF组细胞存活率均有一定降低( p<0.05),但 PEI-Fe3O4-pDNA+Uniform MF组与PEI-Fe3O4-pDNA+Nonuniform MF组细胞存活率之间相比没有统计学差异(p>0.05),且均高于PEI-pDNA不加磁场组(p<0.05);(2)TEM显示PEI-Fe3O4磁性纳米颗粒能有效地被细胞吞噬,且细胞的超微结构未见明显改变,提示细胞未受到明显毒性损害。  结论:  本文成功制备了PEI-Fe3O4纳米复合物,完成了对两种磁场的均匀度的测定,构建了一种新型的磁转染系统,首次研究了当磁场强度一定时,磁场均匀度越高,磁转染效率越高且分布更均匀;单边Halbach磁体与磁转染结合可以作为一种提高转染率的新手段。
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