MRI細胞標識のためのスーパーパラマグネティック鉄酸化鉄ナノ粒子へのアラビアガムの共有結合：物理化学的およびin vitro特性評価

アラビア語ガム（GA）は、アカシアセネガルとアカシアのセイヤルの木の滲出液に由来する親水性複合多糖です。生体適合性があり、乳化および安定化特性を持ち、生物医学用途向けのナノ材料のコーティング剤として調査されています。つまり、磁気ナノ粒子（MNP）です。以前の研究では、同時沈降方法によって生成されたMNPへのGAの吸着に焦点を当てていました。この作業では、より良い結晶特性を持つ均一な粒子を生成することが知られている熱分解法によって生成されたMNPは、その遊離アミン基を介したGAの共有結合に使用され、コーティング層の安定性が向上しました。MNPは、有機溶媒中のFe（ACAC）3の熱分解によって生成され、メソ-2,3-ジマルカプトスッ酸（DMSA）とのリガンド交換後、GAコーティングはDMSAとGAの間の共有結合結合の確立によって達成されました。部分。GAのシェルに閉じ込められたいくつかの磁気コアのクラスターが得られ、良好なコロイド安定性と有望な磁気弛緩特性（R2 /R1比350）が得られました。HCT116結腸直腸癌細胞株は、in vitro細胞毒性の評価と細胞標識効率研究に使用されました。それぞれのIC50で投与すると、GAコーティングは、DMSA部分のみを持つ粒子と比較して、MNP細胞の取り込みを19回増強することを示しています。したがって、GAコーティングされたMNPの濃度の増加とインキュベートされた細胞のin vitro MR画像は、用量依存性コントラストの増強を示します。得られた結果は、GA磁気ナノシステムが細胞標識アプリケーションのMRI造影剤として使用できることを示唆しています。

Gum arabic (GA) is a hydrophilic composite polysaccharide derived from exudates of Acacia senegal and Acacia seyal trees. It is biocompatible, possesses emulsifying and stabilizing properties and has been explored as coating agent of nanomaterials for biomedical applications, namely magnetic nanoparticles (MNPs). Previous studies focused on the adsorption of GA onto MNPs produced by co-precipitation methods. In this work, MNPs produced by a thermal decomposition method, known to produce uniform particles with better crystalline properties, were used for the covalent coupling of GA through its free amine groups, which increases the stability of the coating layer. The MNPs were produced by thermal decomposition of Fe(acac)3 in organic solvent and, after ligand-exchange with meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA), GA coating was achieved by the establishment of a covalent bond between DMSA and GA moieties. Clusters of several magnetic cores entrapped in a shell of GA were obtained, with good colloidal stability and promising magnetic relaxation properties (r2 /r1 ratio of 350). HCT116 colorectal carcinoma cell line was used for in vitro cytotoxicity evaluation and cell-labeling efficiency studies. We show that, upon administration at the respective IC50 , GA coating enhances MNP cellular uptake by 19 times compared to particles bearing only DMSA moieties. Accordingly, in vitro MR images of cells incubated with increasing concentrations of GA-coated MNP present dose-dependent contrast enhancement. The obtained results suggest that the GA magnetic nanosystem could be used as a MRI contrast agent for cell-labeling applications.