Электрическое зондирование ячейки-подложки для оценки токсикологических профилей металлоорганического каркаса в режиме реального времени

Summary

В следующем исследовании оценивается токсикологический профиль выбранного металлоорганического каркаса с использованием датчика импеданса электрического элемента с субстратом (ECIS), высокопроизводительного метода скрининга в режиме реального времени.

Abstract

Металлоорганические каркасы (MOFs) представляют собой гибриды, образующиеся в результате координации ионов металлов и органических линкеров в органических растворителях. Внедрение MOFs в биомедицинские и промышленные приложения вызвало опасения по поводу их безопасности. В данной работе профиль выбранного MOF, цеолитового имидазолового каркаса, оценивался при воздействии эпителиальных клеток легких человека. Платформой для оценки послужил метод реального времени (т.е. измерение импеданса электрического элемента с подложкой [ECIS]). В этом исследовании выявлены и обсуждены некоторые из вредных эффектов выбранного MOF на подвергшиеся воздействию клетки. Кроме того, это исследование демонстрирует преимущества использования метода в реальном времени по сравнению с другими биохимическими анализами для комплексной оценки клеток. В исследовании сделан вывод о том, что наблюдаемые изменения в поведении клеток могут указывать на возможную токсичность, индуцированную воздействием MOFs с различными физико-химическими характеристиками и дозировкой используемых структур. Понимая изменения в поведении клеток, можно предвидеть возможность улучшения безопасных стратегий MOFs, которые будут использоваться в биомедицинских приложениях, путем специфической адаптации их физико-химических характеристик.

Introduction

Металлоорганические каркасы (МОФ) представляют собой гибриды, образующиеся в результате комбинации ионов металлов и органических линкеров ^1,2 в органических растворителях. Благодаря разнообразию таких комбинаций MOF обладают структурным разнообразием³, настраиваемой пористостью, высокой термической стабильностью и большой площадью поверхности ^4,5. Такие характеристики делают их привлекательными кандидатами в различных областях применения, от хранения газов^6,7 до катализа

Protocol

1. Синтез ЗИФ-8

1. Для целей этого примера используйте массовое соотношение 1:10:100 (металл:линкер:растворитель) для синтеза ZIF-8. Для этого отмерьте гексагидрат нитрата цинка и запишите измерение. Используйте пример соотношения масс, чтобы рассчитать количество, необходимое для.......

Discussion

Предыдущий анализ показал, что ECIS может быть использован для оценки поведения клеток, подвергшихся воздействию аналитов (т.е. углеродных нанотрубок³⁵, лекарств⁴³ или наноглин¹⁶). Кроме того, Stueckle et al. использовали ECIS для оценки токсичности клеток BEAS-2B,.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
4-[3-(4-idophenyl)-2-(4-nitrophenyl)-2H-5-tetrazolio]-1,3-benzene disulfonate (WST-1 assay)	Roche	5015944001
0.25% Trypsin-EDTA (1x)	Gibco	25255-056
100 mm plates	Corning	430167
1300 Series A2 biofume hood	Thermo Scientific	323TS
2510 Branson bath sonicator	Process Equipment & Supply, Inc.	251OR-DTH
2-methylimidazole, 97%	Alfa Aesar	693-98-1
5 mL sterile microtube	Argos Technologies	T2076S-CA
50 mL  tubes	Falcon	352098
96W10idf well plates	Applied Biophysics	96W10idf PET
96-well plates	Fisherbrand	FB012931
Biorender	Biorender	N/A
Countess cell counting chamber slides	Invitrogen	C10283
Countess II FL automated cell counter	Life Technologies	C0916-186A-0303
Denton Desk V sputter and carbon coater	Denton Vacuum	N/A
Dimethly sulfoxide	Corning	25-950-CQC
DPBS/Modified	Cytiva	SH30028.02
Dulbecco's modified Eagle medium	Corning	10-014-CV
ECIS-ZΘ	Applied Biophysics	ABP 1129
Excel	Microsoft	Version 2301
Falcon tubes (15 mL)	Corning	352196
Fetal bovine serum	Gibco	16140-071
FLUOstar OPTIMA plate reader	BMG LABTECH	413-2132
GraphPad Prism Software (9.0.0)	GraphPad Software, LLC	Version 9.0.0
HERAcell 150i CO2 Incubator	Thermo Scientific	50116047
Hitachi S-4700 Field emission scanning electron microscope equipped with energy dispersive X-ray	Hitachi High-Technologies Corporation	S4700 and EDAX TEAM analysis software
ImageJ software	National Institutes of Health	N/A
Immortalized human bronchial epithelial cells	American Type Culture Collection	CRL-9609
Isotemp freezer	Fisher Scientific
Methanol, 99%	Fisher Chemical	67-56-1
Parafilm sealing film	The Lab Depot	HS234526A
Penicillin/Steptomycin	Gibco	15140-122
Sorvall Legend X1R Centrifuge	Thermo Scientific	75004220
Sorvall T 6000B	DU PONT	T6000B
Trypan blue, 0.4% solution in PBS	MP Biomedicals, LLC	1691049
Vacuum Chamber	Belart	999320237
Zinc Nitrate Hexahydrate, 98% extra pure	Acros Organic	101-96-18-9