정적 위상 저해 영역 이론의 초자성 산화철 로딩 세포에 대한 적용

세포 내에 구획화된 산화철 나노입자의 이완 속도를 연구한 결과, 정적 위상 저해(SD) 영역 이론의 예측을 만족하는 것으로 나타났다. 세포 배양에서 THP-1 세포에 두 가지 다른 산화철 나노입자(초자성 산화철(SPIO) 및 초소형 SPIO(USPIO))를 네 가지 다른 철 농도(0.05, 0.1, 0.2 및 0.3 mg/ml)와 다섯 가지 다른 배양 시간(6, 12, 24, 36 및 48시간)을 사용하여 로딩했다. 세포 내 산화철 섭취는 새롭게 개발된 MR 감수성을 사용하는 이미징 버전을 통해 평가되었으며, 용량과 배양 시간에 대해 선형적임이 밝혀졌다. R(2)*는 산화철 로딩 세포에 대해 R(2)보다 70배, R(1)보다 3100배 더 민감한 것으로 나타났다. 이는 균일하게 분포된 나노입자와 크게 다르며, 세포의 불량 자성 감수성(BMS) 이완 메커니즘과 일치한다. 세포의 자성 모멘트는 충분히 커서 R(2)'의 이완도가 테스트된 모든 세포 샘플에 대해 SD 영역 이론 예측과 밀접하게 일치했다: R(2)'=2 pi/(9 x 제곱근 3) x 감마 LMD, 여기서 국부 자성 용량(LMD)은 산화철 입자 존재로 인한 샘플의 자화이다. SPIO 및 USPIO의 균일한 현탁액은 각각 SD 영역 이론 예측보다 R(2)'의 이완도가 3배 및 8배 낮았다. 이러한 결과는 SD 영역 지배적 이완도를 보장하기 위해 필요한 구획당 철의 질량에 대한 이론적 추정과 일치한다. 세포 샘플에서 R(2)는 산화철 입자의 농도와 분포 모두에 의존하는 것으로 나타났으며, R(2)'는 산화철 농도에만 민감했다. 이 연구는 세포의 철 함량을 정량화하고 궁극적으로 목표 세포 집단의 밀도를 매핑하는 데 있어 중요한 첫걸음이다.