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使用单细胞-ICP-MS 法 定量癌症细胞对金纳米粒子的摄取率

阅读:667        发布时间:2019/3/19 16:48:19
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    珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司

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研究表明,通过采用SC-ICP-MS 方法,能够测定细胞内金属成分、定量分析金属及金属掺杂药物、纳米粒子的细胞摄取率。
在本文中,我们证明了,在单个细胞基础上通过PerkinElmer 的NexION®2000 单细胞ICP-MS 解决方案来量化癌细胞的金纳米粒子摄取量。该技术能够准确定量出含金纳米粒子(AuNP)的细胞数,还能够分析每单个癌细胞中的AuNP 数,给出细胞群的摄取分布。
方法
通过表1 所示条件,在NexION 2000 ICP-MS 上运行Syngistix 软件下的单细胞应用模块,完成所有样品分析。图1 显示了用于SC-ICP-MS 分析的组件,包括NexION
2000 Asperon™ 雾化室以及专用的单细胞进样微型DX自动取样器。Asperon 雾化室旨在最大程度将细胞传送到NexION,而单细胞微型DX 自动取样器则在分析前搅动细胞悬浊液,以确保细胞不会从溶液中沉淀出来。



T24 癌细胞摄取量
将人类T24 膀胱癌细胞用作癌细胞模型,以量化暴露于聚乙二醇化AuNP 时的细胞纳米颗粒摄取量。采用0.4nM 聚乙二醇化的AuNP,培养T24 癌细胞4 小时。用1xPBS 大量洗涤以去除多余的AuNP 后,用4% 多聚甲醛将T24 癌细胞固定,形成单细胞悬浮液。对于定量每个细胞的AuNP 数,SC-ICP-MS 分析结果显示,每个细胞的AuNP 分布范围为每个细胞摄取1 到5 个AuNP(图5)根据图5 所示数据,合乎逻辑的下一步是,通过SC-ICP-MS,研究观察到的纳米颗粒于细胞分布的原因和潜在的生物学机制。换句话说,为什么某些细胞比其他细胞会摄取更多AuNP ?这一点很重要,因为AuNP 是很有前景的纳米材料,并且越来越多用于癌症治疗的诊断和治疗应用。4,13 由于缺乏有效的分析工具,文献中关于AuNP 如何与单个癌细胞相互作用的量化信息有限。通过量化单细胞(一次一个完整细胞)的细胞内元素浓度,SC-ICP-MS(一种允许将完整的单个细胞导入高灵敏度ICP-MS 的技术)提供了获得这一重要信息的分析方法。


结论
在本研究中,我们通过单细胞ICP-MS 分析方法,在单个细胞水平上定量癌细胞的AuNP 摄取量。结果表明,每个细胞吸收的AuNP 分布并不均匀,特定细胞群内的某些细胞比其他细胞明显摄取更多AuNP。SC-ICP-MS 是一个强大的分析工具,可在单个细胞水平上量化元素浓度和纳米粒子的分布。这项技术在单细胞基础上,具有提供的纳米粒子- 细胞相互作用差异新见解的潜力。

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