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使 用 磁 性 纳 米 颗 粒 进 行 核 酸 运 送

相关实验:磁力转染实验

最新修订时间:

材料与仪器

步骤

使 用 磁 性 纳 米 颗 粒 进 行 核 酸 运 送

材料

试剂
细胞 最好提前一天将准备用于磁力转染的细胞按标准的核酸运送方法铺平板。对非病毒磁力转 染 ,细胞应长满瓶底6 0 % 〜8 0 % 。各种不同器皿建议的细胞数目参见表1。表 1 中培养液 的加人体积等于“最终转染体积”减 去 “准备转染载体的体积”。 表 1 . 非病毒载体转染时,建议的细胞数目、 DNA/核酸剂量和转染体积 $ 1 ¾ ¾ ! ! ¾ ¾ 细胞数目/个 每 孔 所 需 磁 性 雖 量 A fjg/孔) 制 备 的 载 体 体 积 染 体 积 /m l 9 6 孔板 0 .5 X IO 4〜2 X IO 4 0 .1 〜1 0. 05 0 .2 2 4 孔板 0.5X 105 〜IX IO 5 1〜10 0• 1〜0• 2 〇.5〜1 1 2 孔板 IX IO 5〜2 X IO 5 2〜20 0 .1 5 〜0. 3 1.5 6 孔板 2 X IO 5〜4 X IO 5 4〜40 0• 2• 〜 0• 6 2〜3 60m m 碟子 5 X 1 0 5〜IO X lO 5 10〜50 0• 5〜1. 6 5〜8 90〜IOOmm碟子 IO X lO 5〜2 0X 105 30〜150 0 .5 〜2 10〜20 T -2 5 培养瓶 5 X 1 0 5〜10X 105 10〜50 0 .5 〜2 5〜10 T -7 5 培养瓶 2 0X 105〜50X 105 30〜150 0 .5 〜2 15〜20 转染体积= 总转染体积= 制备的用于转染的载体体积+ 培养皿中培养液的体积。 培养液使用DMEM或其他合适的细胞培养液 磁性颗粒 外层(含氨基、羧基基团或磷酸基团)包被聚阳离子或聚阴离子,或包被链霉亲和素的氧化 铁纳米颗粒购自OZ生物科学公司(Marseille,法国; www.ozbioscience.com) ,chemicell(柏 林,德国; www.chemicell.com) ,N ew England Biolabs(www.neb.com),Bangs Laboratories (Fishers;www.bangslabs.com ), Miltenyi Biotech(Bergisch-Gladbach,德 国 ; www.miltenyibiotec.com) ,DynaKwww.dynabiotech.com) ,和 Promega(www.promega.com)。纳米颗粒 的直径应当不超过lp m ,最好不超过500nm 。用于磁力转染磁性纳米颗粒的设计和优化 已 经 商 品 化 ,如 来 自 OZ Bioscience 或 chemicell 的 CombiMAG, PolyMAG 和 SilenceMAG0 核酸载体 任何已知的载体都可以用于磁力转染。如果使用链霉亲和素包被的磁性颗粒,则载体必须 是亲和素标记的。具体操作说明,详见生物素试剂提供厂家(如 Sigma-Aldrich或 Pierce公
司)的操作手册。对聚阳离子或聚阴离子包被的磁性颗粒,如 CombiMAG, 不需要对载体进行亲和素偶联。病毒载体可以使用亲和素偶联,并且使用相应的链霉亲和素蛋白包被磁性颗粒。或者将载体与磁性颗粒共孵育即可 [最好使用阳离子包被磁性颗粒,但是阴离子包被颗粒可用于慢病毒( H airnet al. 2005)]。

磷 酸 盐 缓 冲 液(P B S ), H E P E S 缓 冲 盐 溶 液(H B S ) , 0 . 9 % 的 NaCl, 或用于载体制备的无血清细胞培养基。

转染试剂的选择

仪器

37°C 细胞孵箱

微量离心管

永久磁体

稀土永久磁体 (rare earth permanent magnet) 是最合适的磁体,例 如 ,钦铁硼磁体 (neodymiumiron boron magnet )。制造厂商包括 IBS M agnet(柏林,德 国), Dexter Magetic Technologies
(芝 加 哥 ,伊 利 诺 伊 州), Bisbell Magnetic product Ltd. (Burton-on-T rent, 英 国 ),或者 amfmagnetiC(Masc 〇 t , 澳大利亚)。设计和优化用于磁力转染的磁碟已经商业化生产, 可 以 从 OZ
Bioscience ( Marseille,法 国 ;www.ozbioscience.com ) 或 chemicell ( 柏 林 ,德 国 ;WWW.chemicell.com) 购 买 。

最实用的磁片是圆形的,直 径 〇.5 cm、 lcm 、 1.5 cm、 2 cm 或更大,厚 度 0.5 cm。长方体磁片的尺寸为 2 cm X lcm X 0. 5 cm。

注意:稀土永久磁体会产生永久的磁场,必须小心操作。这些磁体可以删除磁

存储设备,干扰电子或电子机械设备(如心脏起搏器) 的正常工作。
细胞培养器皿的选择参见表 1。

方法
对每一种磁性颗粒和载体类型,磁性颗粒与基因载体的比例必须进行优化。具体的优化方法参见 www.ozbiosciences.com.

1 . 用去离子水制备 lmg/m l 的磁性纳米颗粒。

多数厂商提供的磁性纳米颗粒以不同浓度(mg/ml) 的液体悬浮溶液形式提供。多聚阳离子和多聚阴离子包被的磁性颗粒在含盐溶液中会自发聚集。

2•计算需要的磁性纳米颗粒的量。对非病毒载体,按每微克核酸使用〇.2〜4 ug外 层包被的磁性颗粒进行运送;15 ug 聚 氮 丙 啶(polyethylenimine) 包被的磁性颗粒足以 结 合 I X l O 10的腺病毒颗粒。不同培养器皿推荐加入的核酸剂量、非病毒载体转染 参 见 表 1 ,病 毒 载 体 磁 力 转 染 见 表 2 。加入需要量的磁性颗粒到一个微量离心管中。
表 2•病毒磁力转染时,建议的细胞数目、磁粒剂量和转染体积 细胞培养器皿 细胞数目/个 转染DNA量/ Mg 制备的载体体积/ml 最终转染体积/ml 96孔板 0.2X104〜2X104 0.01〜1 0.05 0.2 24孔板 0-5XIO5〜IXIO5 0.2〜10 0.1〜0 • 2 0. 5~ 1 12孔板 IXIO5〜2XIO5 0. 2〜20 0.15〜0.3 1.5 6 孔板 2X105〜4X 105 0.5〜35 0 • 2〜0.6 2~ 3 60mm碟子 5X105〜IOXlO5 1〜100 0.5〜1.6 5〜8 90〜IOOmm碟子 IOXlO5〜20X105 1〜60 0.5〜2 10〜20 T-25培养瓶 5X105〜IOXlO5 0.2〜20 0 •5〜2 5〜10 T-75培养瓶 20XIO5〜50XIO5 1〜60 0.5〜2 15〜20 转染体积= 总转染体积= 制备的用于转染的载体体积+ 培养皿中培养液的体积。根据经验,非病毒载体转染 时,核 酸 的 最 终 浓 度 不 要 超 过 最 好 不 超 过 50Fg/ml。 3.制备非病毒或病毒载体。 对非病毒载体 a. 根据转染试剂厂家提供的说明书制备载体。制备的载体要溶在含盐溶液中, 最 好 是 血 清 和 无 补 体 细 胞 培 养 液 中 ,如 DMEM、 0 . 9 % 的 N a C U P B S 或 H B S 0 b. 混合核酸与转染试剂,立即将混合物转移到磁性颗粒溶液中。用移液器吹吸 混匀。 对病毒载体 a . 如果需要,用无血清细胞培养液或其他含盐缓冲液稀释制备的病毒制剂。或者 直接使用一个病毒制备细胞系的培养上清。 b. 将病毒稀释溶液转移到磁性颗粒溶液中,用移液器吹吸混 勻 。 重 要 :不要使用聚阳离子添加剂,如 polybrene, 其常用于标准转导程序中。 4 . 室温孵育15〜30min。对病毒载体放在冰上。在这段时间内磁性颗粒和载体偶联。 5•加人磁性载体制剂到靶细胞中。将细胞培养器皿放在一个商用的磁碟上,或者将合 适的永久磁片 用 胶 带贴在细胞培养器皿的底部。 6 . 将细胞放在孵箱或室温15〜30min, 然后去掉磁体。 7. 备选:更换培养基或者补充加入更多的培养基,在标准条件下继续培养,直到转染 实验完毕进行分析。 磁力转染也可以使用链霉亲和素包被的磁性颗粒和生物素标记的载体按上面的操作程序进 行实验。使用非病毒载体的一个潜在限制为,转染试剂如阳离子脂质体或多聚阳离子通常 大大超过了核酸组分的量,这些多余的试剂不会直接与核酸偶联,而会阻挡链霉亲和素包 被磁性颗粒的结合位点

来源:丁香实验

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