Optimalizace značení kmenových a fibroblastických buněk superparamagnetickými nanočásticemi oxidů železa

Bc. Mary KOLÁŘOVÁ

Diplomová práce

Optimization of labeling process of stem cells and fibroblasts by superparamagnetic iron oxide nanoparticles

Anotace:

V předkládané diplomové práci je popisována problematika kmenových buněk ve spojení s nanotechnologickými postupy, které by v budoucnu mohly přispět ke klinické aplikaci v diagnostice molekulárního zobrazování, transportu léčiv či při cílené terapii. Práce obsahuje teoretický úvod zabývající se popisem kmenových buněk, jejich funkcí a propojení s oblastí nanotechnologie. Konkrétně popisuje superparamagnetické nanočástice oxidů železa (SPIO) a jejich charakterizaci pomocí fyzikálně-chemických technik. Dále je práce zaměřena na metody značení buněk SPIO nanočásticemi, především použitím ultrazvuku (tzv. sonoporace). Experimentální část práce se zabývá optimalizací parametrů ultrazvuku při značení buněk (kmenových, popř. fibroblastů) SPIO nanočásticemi, sleduje se vliv ultrazvuku na viabilitu, proliferaci a morfologické změny buněk po sonoporaci. Porovnává se efektivita značení sonoporací se standardní inkubací pomocí kvalitativní metody (barvení pruskou modří) a kvantitativního stanovení množství železa (metoda AAS - atomová absorpční spektroskopie). Na závěr je ověřen kontrast magneticky značených buněk na klinickém přístroji magnetické rezonance (MRI). Výsledky práce potvrzují zvýšenou účinnost značení buněk SPIO nanočásticemi použitím sonoporace.

Abstract:

This thesis describes the issue of stem cells associated with nanotechnology processes, which may contribute to the clinical application of molecular imaging in the diagnosis, drugs delivery and targeted therapies in the future. The work includes theoretical introduction presenting the importance of stem cells, their functions and connections with nanotechnology, describes superparamagnetic nanoparticles (SPIO) and physico-chemical techniques for their characterization. The experimental part is focused on the optimization of parametres of ultrasound during the labeling of cells (stem cells, fibroblasts) by SPIO nanoparticles. The impact of sonoporation on the studied cells is monitored by in-vitro cytotoxic methods such as measuring of viability and proliferation or monitoring of morphological changes of labeled cells. We also compare the efficiency of sonoporation technique with the standard incubation by either qualitative method (Prussion blue staining) or by quantitative determination of Fe concentration per cell (AAS-Atomic Absorption Spectroscopy). The final MRI (Magnetic Resonance Imaging) phantom experiments verified the negative contrast of the SPIO labeled cells. The results confirmed the enhanced uptake efficiency of the sonoporation process as a new cell labeling technique for SPIO nanoparticles.

Klíčová slova

superparamagnetické nanočástice oxidů železa (SPIO), kmenové buňky, sonoporace, MRI

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 7. 2013

Zveřejnit od: 30. 7. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Kateřina Poláková, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Nanotechnologie