Journal of Nanobiotechnology, 2006; 4: 9-9 (más artículos en esta revista)

La internalización de ferromagnéticos nanocables de diferentes células vivas

BioMed Central
Adriele Prina-Mello (prinamea@tcd.ie) [1], Zhu DIAO (diaoz@tcd.ie) [1], John Michael David Coey (jcoey@tcd.ie) [1]
[1] Centro de Investigación sobre nanoestructuras y adaptable Nanodevices (CRANN) y la Escuela de Física. El Trinity College de Dublín, Dublín 2, Irlanda

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Resumen

La capacidad de las células vivas, ya sea suspendido o adherentes, para internalizar los nanocables de níquel se demuestra por MC3T3-E1, UMR106-tumor-y Marrow Stromal células. Nanocables fueron producidos por Formación, 20 μ m de largo y 200 nm de diámetro. Separación de células y la manipulación se logró para los tres tipos de células. Aplicada con éxito campo magnetico orientado hacia el internalizado nanocables, pero no está claro anisotropía inducida por el adherente células. Nanocables tienden a obligar a citoplasma metalloproteins lisosoma y desencadenar la reorganización de todo el núcleo. Este trabajo pone de manifiesto las aplicaciones de nanocables adherente y en células en suspensión de células para la separación y la manipulación, y estudiar más a fondo en su papel en la nanobiotecnología.

Fondo

Ferromagnéticos nanopartículas han encontrado usos amplios en la biología moderna y la medicina [1 - 3]. Se utilizan como agentes de contraste para resonancia magnética [4], local de radio-frecuencia calefacción [5] y la aplicación de una tensión mecánica en pinzas magnéticas [6]. Las aplicaciones incluyen funcionalizado etiquetado [3] para la separación [7], entrega de drogas [8], y la detección de imágenes [9]. La mayoría de las células actuales técnicas de etiquetaje utilizar uno de dos enfoques: (1) nanopartículas magnéticas correspondientes a la superficie celular o (2) la internalización de las nanopartículas de fluido fase endocitosis [10].

Estudios de ferromagnéticos nanocables son mucho menos avanzados. Las ventajas de la utilización de nanocables en lugar de las nanopartículas están relacionados con la anisotropía geométrica favorables, el aumento de superficie a volumen y proporción dipolar propiedades magnéticas vinculadas a la nanowire forma. Por otra parte mediante el uso de nanocables magnética con grandes momentos magnéticos permanentes, es posible aumentar el alcance y la eficacia de tales interacciones magnéticas para responder a los débiles campos a una distancia de imanes externos.

Las técnicas están bien desarrollados para producir estos cables de Formación en alúmina porosa anodizado plantillas cantidades en miligramos, y es posible adaptar su duración cambiando la deposición de tiempo, y su diámetro de la elección de una plantilla adecuada [13, 14, 16]. El hilo de la composición puede ser uniforme o variable a lo largo de la longitud del cable de variar las condiciones de Formación. La capacidad para codificar la información y las variables en el espacio, funcionalidad en los nanocables, así como su forma anisotropía, significa que tienen un potencial mayor gama de aplicaciones útiles que las nanopartículas.

Recientemente ha sido señalado por Reich y compañeros de trabajo [7, 11, 12] que nanocables pueden ser internalizados por los fibroblastos inmortalizados, y puede ser utilizado en aplicaciones biotecnológicas. Allí, la optimización y rendimiento de nanocables magnético se llevó a cabo como una alternativa a la separación de partículas magnéticas y una celda como la clasificación y el sistema de posicionamiento.

La orientación y la manipulación de células adherentes de nanocables internalizado magnética no se ha explotado ampliamente [7]. Información en la literatura se limita a un solo tipo de células, NIH 3T3 células fibroblastos de ratón [7, 11, 12].

En este sentido, investigar un rango de celdas - indiferenciada, diferenciada y las células tumorales - y mostrar cómo pueden absorber nanocables de níquel en el adherente y la suspensión de estados. Estamos investigando la posibilidad de adaptación de estas células en un campo magnético externo, con miras a la armonización de las células preferenciales para la regeneración de los tejidos y el crecimiento óseo. Por último, también especular sobre el proceso de internalización celular y activa frente al citoplasma de mecanismo.

Resultados
Propiedades magnéticas de nanocables

El de difracción de rayos X patrón de la imagen nanocables SEM (Fig. 1], mostró una única fase Ni patrón (Fig. 2] (difracción de polvo, los rayos X de longitud de onda de CuKa (λ = 1.5418 Å), 2 - los valores de θ acuerdo con JCPDS n º :04-0850). La sala de temperatura magnetización de la curva de níquel nanocables se muestra en la Fig. 3. La magnetización de saturación es 50,7 Am 2 kg -1, que es significativamente menor que el valor al por mayor de níquel (55,4 Am 2 kg -1). El análisis EDAX indica la existencia de un O / Ni de 1:15, por lo tanto, parece probable que la superficie de los cables está recubierto con una capa de óxido de níquel que es de unos 3-4 nm de grosor, con una cierta cantidad de Al 2 O 3 . La ausencia de NiO y Al 2 O 3 en los picos de difracción de rayos X patrón puede explicarse por el carácter amorfo de los óxidos. El momento magnético, m de un típico cable es de 1,6 × 10 -13 m A 2.

Separación magnética

La presencia de los nanocables Es muy fácil de separar las células que contienen un alambre de las que no. La separación experimento se llevó a cabo como se ha descrito anteriormente con la MC3T3-E1 y UMR-106 células. Como resultado, más del 70% y el 60% de pureza separación, que se define como las células capturadas con nanocables dividido por el número total de células capturadas, se logró para MC3T3-E1 células y células UMR respectivamente, lo cual es coherente con la labor de Hultgren ET. al. [7]. Las células fueron separadas luego replated y cultivadas en condiciones fisiológicas hasta confluencia, hasta 3 días, y luego dividida para una mayor separación experimental. Todas las células primarias y linajes celulares con internalizados magnética nanocables respondió con una célula de supervivencia total superior al 95% (en vivo / viabilidad de muerte / kit de citotoxicidad, sondas moleculares, EE.UU.) hasta 5 días después de la separación.

Nanocables en cultivo celular. MC3T3-E1 osteoblástica células

Desde el magnéticamente separados por celular nanowire colonias única célula y la manipulación de imágenes se logró electrónica de barrido y microscopía de fluorescencia. La figura 4 muestra la línea celular osteoblástica con cada célula que contenga uno o más cables. Una imagen tomada con el microscopio electrónico de barrido (Fig. 5] muestra un nanowire dentro de la célula. Allí, la izquierda se extiende a las células hacia la derecha de células y utiliza el alambre como eje principal una alineación de orientación. Al mismo tiempo, debido a la diferencia de propiedades mecánicas entre nanowire y las células, los nanowire introduce una rigidez anisotropical contribución a las estructuras celulares internas.

Para investigar esta mecánica reorganización en el citoplasma de células evocados por nanowire internalización, microscopía de fluorescencia se utilizó. Para mostrar esta diferencia en la actividad celular, MC3T3-E1 osteoblástica sola célula con y sin internalizarse nanowire fueron co-cultivadas y manchadas de vida y las mitocondrias lisosoma fluorescentes rastreadores. Figura 6 muestran claramente la diferencia en la distribución de orgánulos celulares. Mientras que el normal de las células tiene una clara mitocondrial coloración fluorescente debido a la actividad normal de las células pero no lisosoma tinción, la célula con un nanowire tiene una respuesta completamente diferente.

Un combinado de tinción para lisosomas y mitocondrias localizadas en todo el nanowire indica que el interior de orgánulos en el interior del citoplasma responder a las nanowire. Paralelamente a que mitocondrial manchas localizadas también muestra lamellipodia extensiones debido a la inmovilización de células y re-alineación. Esto podría estar asociado con un nanowire inducida por las células rigidez respuesta.

Osteosarcoma UMR106 células

Nos demostró que después de la separación y replating confluencia de la mitad de las celdas dentro de cada campo de visión contiene cables y que son claramente distinguibles, la Figura 7. En este sentido, es importante para demostrar que las células UMR106 tienen el mismo tamaño que los nanocables y que hemos conseguido en el proceso de internalización. Esto se logró por el campo magnético externo estimulación de los nanocables y la posterior orientación de las pequeñas colonias de UMR106, tal y como se muestra en la Fig. 7B, 7C.

Para ampliar este hallazgo a una mayor población estadística, 5 lotes, y 100 campos de vista fueron analizados para cada grupo estudiado. En total varios miles de células fueron contados. Los resultados cuantitativos obtenidos para el osteosarcoma células son similares a los reportados para la primaria MSC.

Las células del estroma de médula

Marrow Stromal (MS) con éxito las células fueron separadas y aisladas en pequeñas colonias para investigar más a fondo el interior del citoesqueleto celular reorganización. Pequeñas colonias y solo MS células fueron estimuladas y grabado por microscopía de fase. La figura 8 muestra las dos células adherentes y flotante con células internalizado níquel nanocables.

Las células fueron MS lapso de tiempo imágenes durante un período total de 12 horas, bajo microscopio de contraste de fase, que se estableció a fin de que hubo un progresivo calentamiento del medio de cultivo, lo que llevó sucesivamente a las células destacamento de la superficie y la posterior muerte celular programada [ ver archivo adicional 1]. El video muestra flotante células ingerir una nanowire, así como adherente células que contienen una nanowire detaching del sustrato, y finalmente en la muerte celular programada. Las células muertas posteriormente puesta en libertad de parte del citoplasma y la internalización de nanowire.

La alineación de los primeros experimentos MS células estaban dirigidas a lograr la orientación en un campo magnético externo. Esto se logró para MS células en suspensión, cuando la manipulación de células y de células de transición se informó de [véase la disposición 2]. Estas se llevaron a cabo en paralelo con el osteosarcoma UMR106 células. Como se ha mencionado para la UMR106, 5 lotes y 100 campos de vista fueron analizados para cada grupo de estudio. En total, varios miles de células fueron contados. El histograma se muestra en la Figura 9 y 10, parcela la distribución angular de la nanocables las células y, en ausencia y presencia de los 100 metros del campo magnético. Los datos se ajustan a una distribución gaussiana.

Si bien se puede observar que existe una clara orientación de los cables en el campo aplicado, la orientación de las células es apenas significativa. Varios experimentos se llevaron a cabo para investigar el grado de adaptación frente a las células anisotrópica la orientación de los cables.

Discusión

La viabilidad de los tres tipos de células no es muy comprometida por la internalización de los nanocables de níquel. La citotoxicidad de níquel metálico ha sido parcialmente discutido en anteriores estudios [7, 17]. Allí se evaluó la citotoxicidad de vivir / la muerte de ensayo. Las células fueron la cultura hasta 5 días con una tasa de supervivencia de 95%. Un factor crítico para la supervivencia de este tipo puede ser la presencia de 3-4 nm la capa de óxido, deducida de las mediciones de magnetización y el análisis EDAX. Propiedades magnéticas y la calidad de los nanocables electrodeposited caracterizado en este estudio son comparables con los estudios anteriores [14, 16]. Aquí, encontramos que la internalización de las células de nanocables con la misma longitud de suspensión de MC3T3-E1 fue promovido por la activación de los receptores de membrana plasmática asociada con el citoplasma metalloproteins. Esto se traduce en una acumulación preferencial de los nanocables cerca del núcleo celular membrana, tal y como se muestra en la Fig. 6. La activación del localizados lisosomas y mitocondrias en todo el núcleo celular apoyar a nuestros resultados.

En trabajos previos se puso de relieve que el níquel es un componente estructural esencial de la metalloproteins. El níquel puede entrar en la célula a través de distintas rutas. Ni 2 + iones pueden entrar en la celda utilizando el receptor de cationes divalentes [15] oa través del Mg 2 + canal, que son a la vez situado en la membrana plasmática. En otros trabajos se demostró que insolubles de níquel micropartículas pueden phagocytised de la célula. La fagocitosis de níquel que contienen compuestos fue reforzada por su carácter cristalino, la superficie de energía negativa, y adecuado tamaño de partícula (2-4 μ m) [17]. En ese estudio, también se constató que las partículas de níquel fundido con lisosomas y fueron localizados en todo el núcleo celular, si bien la especulación se hicieron más de la posible mutagenicidad de los insolubles de níquel contenido.

Célula de separación a través de nanocables que se puede hacer para todos estos tipos de células, lo que indica la versatilidad del método investigado aquí para cualquier tipo de manipulación de células [11]. En este estudio multi-el linaje enfoque para la separación de células se llevó a cabo para los tres tipos de células adherentes (véase la Fig. 4, 7 y 8]. El hilo aquí anisotrópica impulsa la adhesión de las células, como se muestra en la Fig. 4. La extensión de células primarias después confirmó la eficacia de la internalización de los nanocables y pone de relieve la diferencia entre adherentes y la suspensión de células (Fig. 8]. Una orientación futura es aprovechar la funcionalización de nanocables ferromagnéticos con el fin de controlar activamente celular nanowire interacción. Esto puede dar lugar a una posible aplicación comercial de la biotecnología, tales como la purificación de células, las células de aislamiento, detección de células [18], única célula de sondeo o de pequeño volumen de medicamentos [19].

La orientación de los cables que han sido ingeridos por las células es bastante clara para las células en suspensión, donde la orientación efecto es de esperar, debido a la falta de adhesión celular o la inmovilización de los filamentos de actina. Allí, un pequeño campo magnético (aprox. 10 millones de toneladas) se aplica a los nanocables magnético es suficiente para reorientar las células flotantes hacia la dirección del campo aplicado, ya que la energía magnética de la célula que contiene un nanowire MB ≈ 1,6 10 -15 J es mucho mayor que kT ≈ 4,10 -21 J. Este principio se ha utilizado para las células de fibroblastos (células NIH3T3) de Reich y compañeros de trabajo [7, 11, 12]. Allí, la optimización y rendimiento de nanocables magnética se ha demostrado como una alternativa a la separación de partículas magnéticas y una celda como la clasificación y el sistema de posicionamiento, con un enfoque en aplicaciones tales microfluídicos paralelo placa de la cámara de flujo para la clasificación de células.

Por otra parte, la orientación y la manipulación de células adherentes de anexternal campo magnético utilizando internalizado magnética nanocables para la alineación de los grupos de células que pueden tener un gran potencial en la diferenciación de tejidos y la regeneración [20]. La orientación de las diferentes líneas celulares, como inmortalizó y células primarias se crearía un preferenciales co-cultura en presencia de estímulo magnético externo. El objetivo principal aquí se centra en la orientación de una línea celular tumoral (UMR 106) y células primarias de adultos recolectados ratón (células del estroma de médula, MSC). En ambos casos la orientación de la fuerza fue inducido por el anisotrópica alineación de la internalización de nanocables magnética. Esto fue cualitativamente investigados por UMR106 (Fig. 7] y cuantitativamente para MSC, como se muestra en la Fig 9 y 10.

El par magnético aplicado a cada celda durante el proceso de adaptación es de aproximadamente MB ≈ 1,6 10 -14 Nm. La clara alineación de los nanocables indica la resistencia de la reordenación de los nanocables es más pequeña que la fuerza de adhesión celular, calculado para la médula ósea células del estroma (HBMSC) (E HBMSC = 3 kPa, células diam. ≅ 130 μ m) [21] .

Esto se muestra en los dos histogramas en la Fig. 9. Sin embargo, en este estudio hemos encontrado que hay poca correlación entre la morfología celular y la orientación de los nanocables, como por la comparación cuantitativa de histogramas en la figura 9 y figura 10. Es probable que ya sea la consecuencia de la célula-nanowire interacción debido a la internalización o un proceso considerablemente grandes mecanoterapéuticas adherencia química fuerza ejercida por las células a la superficie.

Por lo tanto, a partir de los resultados de este estudio podemos concluir que no sólo hemos logrado la internalización de nanocables sobre diferentes líneas celulares (como MC3T3-E1 osteoblástica, Marrow Stromal osteosarcoma UMR106 y células), sino también que la interacción del níquel con nanocables cada citoplasma de células lleva a la reorganización interna de los orgánulos afectados por la nanocables, como lisosomas y metalloproteins.

Conclusión

Nanocables magnético abierto nuevas perspectivas para la manipulación, identificación y recuento de los muchos tipos de células vivas. La viabilidad de los diferentes tipos de células, se muestra aquí, es alentador y abre una nueva ventana para la aplicación de nanocables ferromagnéticos. Por lo tanto, la integración de diferentes materiales magnéticos en las células abrir nuevos futuros en la ingeniería de tejidos y la nanobiotecnología.

Métodos
Fabricación de nanocables

Níquel nanocables se cultiva en las membranas de alúmina (Whatman, Reino Unido). Las membranas utilizadas fueron de 20 mm de diámetro y 60 μ m de espesor, con 200 nm paralelos espaciados poros de 300 nm. En primer lugar un electrodo de oro se depositó en la parte posterior de la membrana [13]. A continuación, el níquel se deposita en los poros de galvanoplastia de un NISO 4 baño, a un potencial de -0,9 a -1,0 V en relación con un Ag, AgCl / KCl electrodo de referencia [13]. El níquel cables fueron separados de la membrana de la disolución de la membrana de alúmina en 3 M NaOH l -1 [14]. Los nanocables se caracteriza entonces por microscopía electrónica (Fig. 1], de difracción de rayos X (Fig. 2], de rayos X de fluorescencia y vibra-muestra magnetometry (VSM).

Tipo de célula y la cultura medio ambiente

En este estudio de tres líneas celulares se utilizaron: las células primarias de adultos rata células del estroma de médula (MSC), MC3T3-E1 osteoblastos línea celular de rata y células de osteosarcoma (UMR106) (ATCC, EE.UU.). Cada tipo de células utilizadas en este estudio fue cultivadas en un entorno diferente y medio de cultivo, de acuerdo con las células de la cultura.

MSC primaria fueron cultivadas e incubadas a 37 ° C, 5% de CO 2 y el 95% de humedad relativa, a confluencia con DMEM complementado con un 2% de la penicilina y estreptomicina (Gibco, Reino Unido), el 10% de suero fetal bovino (SFB; Gibco, Reino Unido) , 0,5% l-glutamina (Gibco, Reino Unido), un 0,5% Glutamax (Gibco, Reino Unido), y el 1% no aminoácidos esenciales (Gibco, Reino Unido).

Para la UMR 106 líneas celulares, todas las muestras fueron incubadas cultivadas y como se indica más arriba con DMEM (30-2002 ATCC, EE.UU.), complementado con un 10% de suero fetal bovino, 100 U / ml penicilina y 100 μ g / ml estreptomicina.

Considerando que, MC3T3-E1 se cultivaron en alfa medio esencial mínimo (α-MEM: Sigma-Aldrich, Reino Unido) que contiene 10% de suero fetal bovino (SFB; Gibco, Reino Unido), 100 U / ml penicilina y 100 μ m / ml estreptomicina, 2 mM L-glutamina (Gibco, Reino Unido) y el 0,5% de sodio 100 mM piruvato (Sigma-Aldrich, Reino Unido). Los osteoblastos se mantienen en una incubadora a 37 ° C en un 95% del aire el 5% de CO 2. Subcultura fue realizada de forma rutinaria a ~ 80% de confluencia, con el 0,25% de tripsina.

La internalización de los cables

Níquel nanocables fueron lavados en primer lugar 5 veces en agua desionizada (Ω <= 30 M ohm) y enjuagarse en distintos baños de PBS. Los nanocables son luego se estabilizaron durante 2 horas en las características específicas medio de cultivo celular utilizada para cada línea celular con una densidad de 10 11 partículas / ml y luego dispersados por 5 minutos de ultrasonidos agitación inmediatamente anteriores a la adición. Cell mediano nanowire solución se añade a una concentración final de 10 6 partículas / ml para la adhesión y la suspensión de células. Suscribiendo las células fueron incubadas durante 30 minutos para fomentar la internalización de los cables y, a continuación, se incubaron durante la noche. Células en suspensión fueron incubados durante 30 minutos y luego expuestos al campo magnético. Después de cada exposición magnética, las células en cubreobjetos fueron posteriormente fijo o manchados que sean necesarias para que la técnica adoptada.

Cada experimento se repitió varias veces como parte de un estudio más amplio para hacer frente a la medida de nanocables internalización de células y rendimiento.

La tinción de inmunofluorescencia y de imágenes

Para caracterizar la ingestión de nanocables en las células de imágenes y varias técnicas de inmunofluorescencia se utilizaron. Estos fueron optimizadas para cada tipo de células para examinar la interacción entre las células y los nanocables. En este estudio todos los tres tipos de células se tiñen selectivamente para hacer un seguimiento activo mitocondrias y ácidos orgánulos en células vivas para resaltar la actividad celular durante la internalización.

La tinción de células y preparación se llevó a cabo la tinción de células vivas para la célula de seguimiento. En este estudio de dos marcadores citoesqueleto se Myto-y Lyso-tracker (Molecular Probes, EE.UU.). En resumen, después de haber preparado un 1 mM solución stock de cada tracker, una concentración final diluido en el respectivo medio de cultivo (descrito anteriormente) de 50 nm para Myto-tracker y 50 Nm para Lyso-tracker, respectivamente, se utiliza para teñir las muestras. Single y doble tinción en adherente y vivir de células en suspensión se llevaron a cabo durante 30 min para Lyso-tracker y 3 minutos para Myto-tracker; muestras fueron lavadas con dulce caliente y medio de imágenes han sido tomadas. Con posterioridad, a vivir las imágenes se tiñen las células permeabilised y fija en el 4,1% paraformaldehido en PBS durante 30 min. Estas concentraciones se mantendrán al nivel más bajo posible, a fin de reducir las posibles sobrecargas y artefactos.

Fase de contraste, brillo sobre el terreno y el tiempo transcurrido de imágenes de microscopía se llevaron a cabo con el uso de un microscopio invertido Zeiss (Zeiss Axiovert 200 M, Alemania) conectado a una cámara CCD enfriado (Zeiss Axiocam gestión de los recursos humanos, Alemania).

SEM y preparación de imágenes

SEM de imágenes se llevó a cabo en adherente MC3T3-E1 y MSC células interiorizado con cables. Todas las muestras de células fueron preparados por la fijación de cada diapositiva cubreobjetos de vidrio con un 3% glutaraldehido en 0,1 M de sodio Cacodylate buffer (pH 7.2). La principal fijación se llevó a cabo durante 1 hora a temperatura ambiente. Las muestras fueron luego lavar 6 veces durante 1 hora, ya sea con 0,05 M de fosfato o 0,1 M Cacodylate buffer para eliminar cualquier reacción-glutaraldehído de las muestras antes de enjuagar y la deshidratación se llevó a cabo. Las muestras fueron luego enjuagar rápidamente con un 50% de etanol; deshidratados con 10%, 30%, 50%, 70%, y el 95% de etanol durante 10 minutos cada uno y deshidratados con un 100% de etanol en dos ocasiones durante 15 minutos cada uno. Las muestras fueron luego oro sputter-revestido de imágenes de alta resolución.

Proceso de internalización de imágenes

La ingestión de nanocables en las células fue examinado por el tiempo transcurrido contraste microscopía. Es posible examinar la interacción de las células con la programación de nanocables el microscopio Zeiss para adquirir una imagen cada 15 minutos durante 18 horas (como se informa en el material complementario en vídeo). Allí, la luz se programó para calentar el medio a fin de que ambas entidades adheridas y demás artefactos flotantes células podrían ser examinados.

Separación magnética y la adaptación de la célula de población nanowire

La separación de células puesta en marcha se hizo de dos Nd 2 Fe 14 B imanes permanentes de 10 mm de diámetro y 15 mm de longitud en antiparallel configuración en lados opuestos de un halcón de 10 ml tubo de suspensión celular. La superficie del campo magnético de los imanes de 0,6 T se midió por sala sensor gaussmeter (Hirst, Reino Unido). Los dos imanes fijos a ambos lados del tubo junto produjo un gradiente del campo magnético de hasta 100 T / m.

Las células cultivadas con nanocables se disocian con la tripsina calentado más EDTA4Na solución (Sigma-Aldrich, Reino Unido) durante 5 min. De cada lote medio se puso en marcha la separación magnética set-up, y la otra mitad se replated con 3 ml de medio fresco para estimar la cantidad de células con nanocables vinculante antes de la separación.

La separación magnética se llevó a cabo durante 5 minutos con el fin de obtener la completa sedimentación de las células sin nanocables. Estos últimos, después de la separación fueron retirados y chapada a 3 ml de medio fresco en una nueva placa de Petri. Después de haber eliminado los imanes, las células con nanocables se encontraban dispersos en 3 ml de medio fresco y replated en una nueva placa de Petri.

Completar la adhesión celular se logró en menos de 1 h de incubación en condiciones fisiológicas para todos los lotes y, a continuación, contando las células se llevó a cabo en rondas 2-3 sistemática para reducir al mínimo los errores y operador. Las imágenes fueron capturados utilizando un microscopio Olympus BX41 (Japón), con aumentos de 10 ×, 20 ×, 40 × y conectado a una cámara CCD enfriado (Imagen II, EE.UU.). Todas las imágenes fueron adquiridas y almacenadas por medio de análisis de imágenes de software (Análisis, Alemania).

Por el nanowire de células y la alineación de prueba, un campo magnético uniforme de 100 metros se aplicó de una forma cilíndrica Halbach imán permanente de los sectores de Nd 2 Fe 14 B (Magnetic Solutions, Irlanda). El interior y exterior radios del imán fueron 106 y 156 mm, respectivamente. Ni las células con nanocables fueron co-cultivadas de la noche a la mañana antes de la prueba. La duración de la exposición a campos magnéticos fue elegido para ser 1 hora, 24 horas o 48 horas dentro de una incubadora en condiciones fisiológicas (T = 37 ° C, CO 2 = 5% y HR = 95%). Posteriormente, las imágenes fueron tomadas en virtud del contraste de fase como se ha descrito anteriormente. El grado de alineamiento de los cables y la morfología celular a la dirección del campo se llevó a cabo mediante el uso de software Scion Image (Scion Corporation, EE.UU.). Tanto las células y nanowire conteo se llevaron a cabo bajo condiciones ciego para reducir errores sistemáticos.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.

Autores de las contribuciones

APM y ZD hizo la mayor parte de los experimentos y análisis de datos. APM y JMDC coordinado los experimentos y redactó el manuscrito. Todos los autores leído y aprobado el manuscrito final.

Material complementario
Archivo Adicional 1
Muerte celular inducida por el calor localizado nanowire. Video que muestra el comportamiento de las células del estroma de médula en presencia de níquel nanocables. La duración del video corresponde a un período de 18 horas. El medio, inicialmente a 37 ° C se calienta a un ritmo de alrededor de 2 ° C h
-1
que conduce a la muerte celular.
2 ficheros adicionales
La manipulación de células: puente entre las células. Video muestra de células del estroma de médula de células de transición con el níquel nanowire magnética manipulación. La duración del video corresponde a un período de 1 hora en la que las células han sido manipulados en un medio de cultivo celular en condiciones fisiológicas.
Agradecimientos

Los autores se agradecen a L. McMahon, E. Kearney, y el doctor E. Byrne para su asistencia técnica, y el doctor P. Maguire por su valiosa debates. Los autores también gracias Prof PJ Prendergast, el doctor V. Campbell y el doctor S. Jarvis para la utilización de sus laboratorios e instalaciones.

Irlanda Science Foundation por el apoyo financiero, bajo la SFI CINSE y proyectos exploratorios CRANN. Sr Zhu DIAO para el Ussher de becas por el Trinity College de Dublín, Irlanda.