低强度纳秒脉冲电场联合多壁碳纳米管对人皮肤癌A375细胞的杀伤效果
发布时间：2021-09-28 05:12
为了探究低强度纳秒脉冲电场联合多壁碳纳米管对细胞的杀伤效果,在多壁碳纳米管毒性实验的基础上,分别采用CCK-8检测法和Annexin V/PI双染法研究引入多壁碳纳米管后不同幅值的纳秒脉冲电场对A375细胞活性、凋亡坏死率的影响。研究表明,当多壁碳纳米管质量浓度≤200mg/L时,其对细胞无毒性效应;只有当质量浓度≥300 mg/L时,其诱导的细胞毒性才具有剂量依赖性,即质量浓度越高,对细胞的毒性越强。固定频率为1 Hz、脉宽为300 ns、脉冲个数为100个时,凋亡率、坏死率随着场强的增加而增加,细胞活性随着场强的增加而减小。多壁碳纳米管的引入不影响上述变化规律,但是明显提高了对应的杀伤效果,可以在保持纳秒脉冲电场治疗肿瘤的优势前提下提高临床治疗中的电气安全性。
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试验装置示意图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup
966高电压技术2020,46(3)图1试验装置示意图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup波形如图2所示。1.5nsPEF处理细胞的实验方案表2为实验所采用的脉冲参数，MWCNTs质量浓度为安全剂量下的最大值，固定频率f、脉宽、脉冲个数N，通过改变场强E研究nsPEF联合MWCNTs对细胞活性以及凋亡坏死率的影响。对于细胞活性实验，将处于对数生长期的细胞用0.25%的胰酶(含有EDTA)消化离心，分别用加MWCNTs以及不加MWCNTs的培养液重悬，修正细胞数密度为1×106mL1。取70L细胞悬液于电击杯中，并对其进行nsPEF处理。对照组为同等体积不加MWCNTs且未经nsPEF处理的细胞悬液。脉冲处理后，用PBS清洗两遍，并用不含MWCNTs的新鲜培养液重悬(细胞数密度为1×105mL1)，取200L细胞溶液于96孔板中，在孵箱中继续培养8h后利用CCK-8试剂盒检测细胞活性。对于凋亡坏死实验，用0.25%的胰酶(无EDTA)消化离心，分别用有无MWCNTs的培养液重悬(细胞数密度为1×107mL1)，取70L细胞悬液于电击杯中，并对其进行nsPEF处理。经过nsPEF处理后的细胞溶液用PBS清洗两遍，然后转移到6孔板中，每个孔添加2mL不含MWCNTs的新鲜培养液，并于孵箱中继续培育3h后利用AnnexinV/PI双染法检测凋亡坏死率。1.6细胞凋亡坏死率检测利用无EDTA的胰酶从6孔板中收集细胞，离心5min去掉上清液，并于PBS中离心清洗两遍。按照AnnexinV-FITC凋亡检测试剂盒(BMS500FI)产品说明书，采用200L的BindingBuffer重悬细胞，并加入
米彦，李盼，刘权，等：低强度纳秒脉冲电场联合多壁碳纳米管对人皮肤癌A375细胞的杀伤效果967MWCNTs质量浓度的增加呈现降低的趋势。但是，当MWCNTs质量浓度≤200mg/L时，实验组与对照组之间没有显著性差异，表明在此质量浓度范围内，MWCNTs对细胞活性无影响。因此，nsPEF联合MWCNTs处理A375细胞所用MWCNTs质量浓度设定为200mg/L。2.2nsPEF联合MWCNTs对细胞活性的影响nsPEF联合MWCNTs在不同场强下对细胞活性的影响结果如图4所示。结果表明，不论是否添加MWCNTs，细胞活性都随场强呈现S型衰减的规律。即在低场强下，体现出明显的阈值效应，细胞活性几乎不变。当场强高于某个阈值后，细胞活性开始快速下降，并最终达到饱和。除此之外，MWCNTs的加入明显降低了nsPEF处理后的细胞活性，可以降低杀伤细胞所需的外加场强阈值以及达到细胞活性饱和值所需的场强剂量。2.3nsPEF联合MWCNTs对细胞凋亡坏死率的影响细胞活性实验已经证明了MWCNTs的引入可以提高nsPEF处理细胞后的死亡率(细胞死亡率=100%细胞活性)，在此基础上通过检测凋亡坏死率更深入地研究MWCNTs联合nsPEF对细胞的杀伤效果。实验组细胞悬液样本经过流式细胞仪分析，以FITC和PI荧光做双参数点图，将细胞分为4种：正常细胞(AnnexinV/PI)、早期凋亡细胞(AnnexinV+/PI)、晚期凋亡细胞(AnnexinV+/PI)、坏死细胞(AnnexinV/PI+)，凋亡率为早期凋亡和晚期凋亡率的总和。图5(a)、(b)、(c)分别表示凋亡率、坏死率和正常细胞比例的实验结果。由结果可知，在未经nsPEF处理的情况下，MWCNTs质量浓度为200mg/L时对细?
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲电场作用下细胞膜可控电穿孔技术研究[J]. 张若兵,徐国旺,王昱婷,傅贤. 高电压技术. 2018(07)
[2]高频双极性脉冲诱导SKOV–3细胞生物电效应的实验研究[J]. 吕彦鹏,姚陈果,董守龙,赵亚军,刘红梅,马剑豪,刘晓云,王晓娟,杨莹. 高电压技术. 2018(02)
[3]高频纳秒脉冲串对皮肤癌细胞的杀伤效果实验研究[J]. 米彦,唐雪峰,卞昌浩,徐进,况东东,罗庆. 高电压技术. 2018(02)
[4]基于网格传输网络模型的纳秒脉冲作用下单细胞电穿孔规律仿真研究[J]. 刘宏亮,米彦,徐进,姚陈果,李成祥. 高电压技术. 2018(02)
[5]基于阻抗谱的脉冲电场诱导兔肝脏组织不可逆电穿孔程度评估新方法的实验研究[J]. 姚陈果,赵亚军,董守龙,Suyashree Bhonsle,吕彦鹏,刘红梅,马剑豪,Rafael Davalos. 高电压技术. 2017(08)
[6]纳秒脉冲消融乳腺癌及免疫激活效应的实验研究[J]. 陈璐艳,徐小波,洪良杰,陈翊玲,陈新华,苗旭东. 高电压技术. 2017(08)
[7]碳纳米管导电防腐涂料微观形貌及性能研究[J]. 王利民,孟刚,孟晓明,陈思敏,吴昊. 高电压技术. 2016(05)
[8]基于微带传输线的生物溶液处理用纳秒脉冲电场发生器研制[J]. 米彦,张晏源,储贻道,姚陈果,李成祥. 高电压技术. 2014(12)
[9]纳秒脉冲电场治疗引起的肿瘤微环境变化有助于肿瘤消融[J]. 张雪明,陈新华,胡振华,殷军霞,徐巍华,郑树森. 高电压技术. 2014(12)
硕士论文
[1]碳纳米管场致发射性质的模拟仿真[D]. 井立国.大连理工大学 2017
本文编号：3411310
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试验装置示意图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup
966高电压技术2020,46(3)图1试验装置示意图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup波形如图2所示。1.5nsPEF处理细胞的实验方案表2为实验所采用的脉冲参数，MWCNTs质量浓度为安全剂量下的最大值，固定频率f、脉宽、脉冲个数N，通过改变场强E研究nsPEF联合MWCNTs对细胞活性以及凋亡坏死率的影响。对于细胞活性实验，将处于对数生长期的细胞用0.25%的胰酶(含有EDTA)消化离心，分别用加MWCNTs以及不加MWCNTs的培养液重悬，修正细胞数密度为1×106mL1。取70L细胞悬液于电击杯中，并对其进行nsPEF处理。对照组为同等体积不加MWCNTs且未经nsPEF处理的细胞悬液。脉冲处理后，用PBS清洗两遍，并用不含MWCNTs的新鲜培养液重悬(细胞数密度为1×105mL1)，取200L细胞溶液于96孔板中，在孵箱中继续培养8h后利用CCK-8试剂盒检测细胞活性。对于凋亡坏死实验，用0.25%的胰酶(无EDTA)消化离心，分别用有无MWCNTs的培养液重悬(细胞数密度为1×107mL1)，取70L细胞悬液于电击杯中，并对其进行nsPEF处理。经过nsPEF处理后的细胞溶液用PBS清洗两遍，然后转移到6孔板中，每个孔添加2mL不含MWCNTs的新鲜培养液，并于孵箱中继续培育3h后利用AnnexinV/PI双染法检测凋亡坏死率。1.6细胞凋亡坏死率检测利用无EDTA的胰酶从6孔板中收集细胞，离心5min去掉上清液，并于PBS中离心清洗两遍。按照AnnexinV-FITC凋亡检测试剂盒(BMS500FI)产品说明书，采用200L的BindingBuffer重悬细胞，并加入
米彦，李盼，刘权，等：低强度纳秒脉冲电场联合多壁碳纳米管对人皮肤癌A375细胞的杀伤效果967MWCNTs质量浓度的增加呈现降低的趋势。但是，当MWCNTs质量浓度≤200mg/L时，实验组与对照组之间没有显著性差异，表明在此质量浓度范围内，MWCNTs对细胞活性无影响。因此，nsPEF联合MWCNTs处理A375细胞所用MWCNTs质量浓度设定为200mg/L。2.2nsPEF联合MWCNTs对细胞活性的影响nsPEF联合MWCNTs在不同场强下对细胞活性的影响结果如图4所示。结果表明，不论是否添加MWCNTs，细胞活性都随场强呈现S型衰减的规律。即在低场强下，体现出明显的阈值效应，细胞活性几乎不变。当场强高于某个阈值后，细胞活性开始快速下降，并最终达到饱和。除此之外，MWCNTs的加入明显降低了nsPEF处理后的细胞活性，可以降低杀伤细胞所需的外加场强阈值以及达到细胞活性饱和值所需的场强剂量。2.3nsPEF联合MWCNTs对细胞凋亡坏死率的影响细胞活性实验已经证明了MWCNTs的引入可以提高nsPEF处理细胞后的死亡率(细胞死亡率=100%细胞活性)，在此基础上通过检测凋亡坏死率更深入地研究MWCNTs联合nsPEF对细胞的杀伤效果。实验组细胞悬液样本经过流式细胞仪分析，以FITC和PI荧光做双参数点图，将细胞分为4种：正常细胞(AnnexinV/PI)、早期凋亡细胞(AnnexinV+/PI)、晚期凋亡细胞(AnnexinV+/PI)、坏死细胞(AnnexinV/PI+)，凋亡率为早期凋亡和晚期凋亡率的总和。图5(a)、(b)、(c)分别表示凋亡率、坏死率和正常细胞比例的实验结果。由结果可知，在未经nsPEF处理的情况下，MWCNTs质量浓度为200mg/L时对细?
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲电场作用下细胞膜可控电穿孔技术研究[J]. 张若兵,徐国旺,王昱婷,傅贤. 高电压技术. 2018(07)
[2]高频双极性脉冲诱导SKOV–3细胞生物电效应的实验研究[J]. 吕彦鹏,姚陈果,董守龙,赵亚军,刘红梅,马剑豪,刘晓云,王晓娟,杨莹. 高电压技术. 2018(02)
[3]高频纳秒脉冲串对皮肤癌细胞的杀伤效果实验研究[J]. 米彦,唐雪峰,卞昌浩,徐进,况东东,罗庆. 高电压技术. 2018(02)
[4]基于网格传输网络模型的纳秒脉冲作用下单细胞电穿孔规律仿真研究[J]. 刘宏亮,米彦,徐进,姚陈果,李成祥. 高电压技术. 2018(02)
[5]基于阻抗谱的脉冲电场诱导兔肝脏组织不可逆电穿孔程度评估新方法的实验研究[J]. 姚陈果,赵亚军,董守龙,Suyashree Bhonsle,吕彦鹏,刘红梅,马剑豪,Rafael Davalos. 高电压技术. 2017(08)
[6]纳秒脉冲消融乳腺癌及免疫激活效应的实验研究[J]. 陈璐艳,徐小波,洪良杰,陈翊玲,陈新华,苗旭东. 高电压技术. 2017(08)
[7]碳纳米管导电防腐涂料微观形貌及性能研究[J]. 王利民,孟刚,孟晓明,陈思敏,吴昊. 高电压技术. 2016(05)
[8]基于微带传输线的生物溶液处理用纳秒脉冲电场发生器研制[J]. 米彦,张晏源,储贻道,姚陈果,李成祥. 高电压技术. 2014(12)
[9]纳秒脉冲电场治疗引起的肿瘤微环境变化有助于肿瘤消融[J]. 张雪明,陈新华,胡振华,殷军霞,徐巍华,郑树森. 高电压技术. 2014(12)
硕士论文
[1]碳纳米管场致发射性质的模拟仿真[D]. 井立国.大连理工大学 2017
本文编号：3411310
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