Magnefect高效细胞磁性转染系统
来自英国的Magnefect高效细胞磁性转染系统(图1)是采用NanoTherics专利磁辅助转染技术，应用磁性纳米粒子和振荡磁场高效快速转染的新型转染设备，可高效转染哺乳动物细胞，包括原代与永生造血细胞、干细胞、神经细胞和几百种原代细胞。该系统可将核酸、蛋白质和siRNA高效地导入到目的细胞中，细胞存活率高，转染的效率是其他技术难以比拟的。
转染是将外源DNA掺入真核细胞而获得新的遗传标志的过程。在基因工程、染色体研究、基因组功能研究和基因治疗的过程中，如何将所需的功能基因更为有效、安的导入受体细胞尤为重要。目前常用的基因转染载体有病毒型和非病毒型两种。病毒型载体的转运能力较强，但其携带基因的大小及数量有限、靶向te异性差，且可诱发机体产生免疫反应，甚至存在较为严重的生物安隐患，因此应用受到了较多的限制；非病毒型载体虽然wu免疫原性，较为安，但是其在体内存在不稳定性、转染效率低的缺点尤为突出。
Magnefect高效细胞磁性转染系统配合NanoTherics公司提供的nTMag（图2），一种高效率的核酸转染磁性纳米颗粒系统，可以完成与质粒DNA，反义寡核苷酸，siRNA的或蛋白质的联合使用。nTMag磁性粒子表面用多聚阳离子进行表面修饰。由于它们带有阳性电荷易于和有阴性电荷的DNA结合，wu论与病毒或其它非病毒载体相比磁性转染转染效率提高几十到几千倍。
图1 Magnefect高效细胞磁性转染系统（96孔板及磁力控制单元）
图2 nTMag磁性纳米颗粒的示意图
图4 Magnefect系统具有高效的转染效率
图5 Magnefect系统已经成功的转染细胞系种类
4、工作流程
1.nTMAG 和质粒DNA按照说明书比例混合，使DNA结合于nTMAG表面。
2.将适量的nTMAG 和质粒DNA的混合物加入细胞培养板中。
3.通过磁场震荡将nTMag-DNA 粒子吸附于细胞表面。
4.nTMag-DNA 粒子在细胞表面移动产生的机械刺激增加了细胞的内吞作用，结果使得nTMag–DNA粒子进入细胞释放到细胞质。
5.DNA可以被扩散到核酸，可以被转录翻译成基因产物。
图6 Magnefect系统的工作流程
5、系统型号和参数
（1）Magnefect nano II
Magnefect nano II功能，运用灵活，易于处理，快速和有效的细胞转染设备
该Magnefec nano-II细胞转染系统，配有可互换的磁体阵列样品架用于标准多孔板的互换（6孔，24孔和96孔）。支架可被放置在细胞培养箱中，以保持转染所需要的通常细胞培养环境，并有适用细胞很广泛。
该Magnefecnano-II细胞转染系统的控制器单元提供功率振荡磁体阵列，并允许您定义用户方案（如振荡频率，振荡时间，振荡位移）。
该Magnefect-nano-II 控制器单元还可以用于提供功率给magnefect纳米II-DUO样品架。
Magnefect-nano-II细胞转染系统的配件:
该magnefect-nano-II细胞转染系统提供有6孔，24孔和96孔磁体阵列，可完互换，允许用户灵活使用。另外磁体阵列和磁体阵列的样品架可以根据需要购买。
配备面控制软件nanofect，可以调整转染参数（振荡频率，位移，周期，时间）
图7 nanofect控制软件的界面
（2）Magnefect-LT 经济型高效转染系统
Magnefect-LT为te定的细胞类型可以预先化方案，其中（6孔、24 孔或96孔板）磁铁阵列配置可以任选一个；系统可以一键操作，选择时间和启动（2Hz的预设频率）。
（3）Magnefect-nano II DUO 高吞吐量细胞转染系统
Magnefect-nano II DUO具备可扩展性，高通量筛选;为用户提供了灵活性，具备6，24和96孔格式，既可以像magnefect-nano II一样进行灵活的参数调节化，也可以像magnefect-LT 预方案，兼备两者的特点。
图8 不同的磁阵列配置（6孔、24 孔或96孔板）
6、案例介绍
(1)Mark R. Pickard,Perrine Barraud,Divya M. Chari. The transfection of multipotent neural precursor/stem cell transplant populations with magnetic nanoparticles. Biomaterials, 32 (2011) 2274-2284
神经元属于有丝分裂后细胞，已分化成熟，外源基因很难进入，j难转染，然而基因一旦成功转染神经元并在神经元中表达，在该神经元存活的整个过程中都能表达该基因.应用Magnefect磁力转染系统，成功将目的基因转染进入多能神经前体/干细胞中，为神经系统疾病的基因质量打下基础。
Fig. 2. Effects of ‘multifection’ and ‘magneto-multifection’ approaches on transfection efcacy.
Fig. 3. Effects of transfection protocols on sphere size, stem cell marker expression and mode of inheritance of gene by daughter cells.
(2) Angeliki Fouriki, Jon Dobson. Nanomagnetic Gene Transfection for Non-Viral Gene Delivery in NIH 3T3 Mouse Embryonic Fibroblasts. Materials 2013, 6, 255-264; doi:10.3390/ma6010255
Figure 3. Fluorescent microscopy images of NIH3T3 cells exprressing GFP and corresppondingly labeled with Phalloiddin for actin stain of the whole cell population.
2、转染原理
磁颗粒/DNA复合物附着到细胞膜上，随后是被吸收在细胞内运输，磁转染1~2h后形成了核周环复合物；在接下来的数小时，纳米颗粒复合物运送到核中。转染1h后磁颗粒/DNA复合物在细胞内3个不同时期的运动。时期磁性复合物向细胞膜运动，磁性纳米颗粒复合物进入细胞内部，这个时期的运动归因于肌动蛋白细胞骨架介导的运动；二时期的运动被描述为细胞质的限制运动，在这个时期复合物被分送到细胞内的限制组件中；三时期显示了复合物通过微管被快速、直接地运送到细胞核中（图3）。
Magnefect高效细胞磁性转染系统使用钕铁硼（NdFeB，N42级)阵列来完成整个转染过程。NdFeB纳米粒子具有高剩余磁化强度、高矫顽力和高磁能积等良的综合硬磁性能。
图3 转染过程示意图
Magnefect系统应用的稀土永磁钕铁硼（NdFeB）属于三代永磁体产品，也是当代磁体中性能强的永磁体，它不仅具有高剩磁，高矫顽力、高磁能积、高性能价格比等te性，而且容易加工成各种尺寸。nTMag磁性纳米颗粒的表面磁通密度为N42。（永磁体产品常见的有N35、N38、N40、n42、n45等，标号越高其磁通密度越高，磁力越强）
nTMag磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米磁性材料，既具有纳米材料所te有的性质如粒径小，比表面j大，偶连容量高，又具有磁响应性及超顺磁性，可以在恒定磁场下聚集和定位、还可以在交变磁场下吸收电磁波产热。
nTMag磁性粒子表面用多聚阳离子聚合物进行表面修饰，这种磁性纳米颗粒具有很强的结合和浓缩DNA的能力，这主要是因为多聚阳离子聚合物富含易于被质子化的氨基而携带大量的正电荷，可以通过静电作用与带负电荷的DNA结合，因此磁性纳米颗粒具有很强的结合、浓缩与保护DNA的能力。
磁性纳米颗粒具有很强的保护DNA的能力，可以保护DNA免受核酸酶的降解作用。磁性纳米颗粒与DNA是通过静电吸引结合的，这种随机的非te异性相互作用使颗粒与DNA之间形成紧密的复合物，产生空间位阻效应，阻止DNaseⅠ及Mg2+与DNA的接触，使得DNaseⅠ不能发挥消化活性，因此磁性纳米颗粒具有很好的酶切保护效果。
3、Magnefect系统亮点
（1）转染细胞毒性小，存活率高，在很多细胞类型存活率能达100％；
（2）转染效率高，可达80％，蛋白表达效率高；
（3）实验成本低，每孔低至0.1美元；
（4）配有转染软件，转染速率快小于30分钟即可完成；
（5）系统可适用于高通量转染，一次可进行大批量样品的操作；
（6）充分的灵活性，可进行再转染，以进一步提高转染结果；
（7）可以转染不同的DNA和siRNA，应用范围广；
（8）利用势NdFeB振荡磁体列产生交变磁场；
（9）简便易用，wu需洗涤步骤或te殊缓冲液/培养基。
Magnefect系统应用的纳米颗粒因其亚细胞的尺寸效应能有效地被细胞内吞，通过细胞吞噬作用，实现核酸向细胞内的转运，进入细胞的纳米颗粒可以快速地从溶酶体中逃逸出来进入细胞质，从而保护DNA免受各种酶的消化降解，提高转染效率。也可在其表面偶联te异性的靶向分子并通过靶向分子与细胞表面te异性受体结合，实现靶向运输。
此外，磁性纳米颗粒载体由于具有高度的生物相容性与安性，可以克服线性病毒与农杆菌等基因介导载体对靶细胞生命活动的干扰与破坏，避免有害基因附带携入；其寄主适应范围宽、通用性强，磁性纳米颗粒基因载体可以直接用于介导动植物细胞的遗传转化。
利用势NdFeB振荡磁体列产生交变磁场，磁场强度高，在系统内不容易衰减，可以深入渗透到细胞表层和内部，协助进行基因的转染。系统使用的磁性纳米颗粒具有超顺磁性，在外加磁场作用下，质粒或者DNA可以迅速富集于细胞表面，大大提高了转染效率。
