Optoporation-Mediated Intracellular Delivery in Collagen-Embedded Cells Using Prussian Blue Nanoparticles

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: BMS25018

グループ名: 【E】センサ・マイクロマシン部門 バイオ・マイクロシステム研究会

発行日: 2025/05/26

タイトル(英語): Optoporation-Mediated Intracellular Delivery in Collagen-Embedded Cells Using Prussian Blue Nanoparticles

著者名: カーン メディ アリ(豊橋技術科学大学),ミシュラ アニケット(豊橋技術科学大学),岡本 俊哉(豊橋技術科学大学),柴田 隆行(豊橋技術科学大学),永井 萌土(豊橋技術科学大学)

著者名(英語): MEHDI ALI KHAN(Toyohashi University of Technology),Aniket Mishra (Toyohashi University of Technology),Shunya OKAMOTO(Toyohashi University of Technology),Takayuki SHIBATA(Toyohashi University of Technology),Moeto NAGAI(Toyohashi University of Technology)

キーワード: オプトポレーション|プルシアンブルーナノ粒子|コラーゲンハイドロゲル|３Ｄ細胞培養|レーザー支援トランスフェクション|optoporation|Prussian Blue nanoparticles|Collagen hydrogel|3D cell culture|Laser-assisted transfection

要約(日本語): コラーゲンベースのハイドロゲルマトリックスに埋め込まれた細胞は、532 nm レーザー照射と組み合わせたプルシアンブルーナノ粒子 (PBNP) を使用したナノ粒子支援オプトポレーションを受ける。PBNP は細胞膜の一時的な破壊を促進し、生体分子の効率的な細胞内送達を可能にし、約 70% の取り込み効率を達成した。同時に、100 ～ 240 mJ/cm2 のレーザーフルエンス下で細胞生存率は約 90% に維持された。これらの結果は、標的治療アプリケーションや高度な組織工学アプローチに適した、正確で低侵襲の戦

要約(英語): Intracellular delivery of therapeutic agents into cells within 3D microenvironments remains a key challenge in advancing cell-based therapies. This study presents a cost-effective, biocompatible alternative to gold nanoparticle-based optoporation using Prussian Blue nanocubes (PBNCs) with nanosecond pulsed lasers. By optimizing PBNC concentrations (10?100 μg/mL) and laser fluence (50?300 mJ/cm2 at 532 nm), we achieved over 70% delivery efficiency of propidium iodide into HeLa cells embedded in collagen I, while maintaining >80% cell viability. Confocal z-stack imaging confirmed penetration depths up to 200 μm. These results highlight PBNC-mediated photoporation as a scalable, economical strategy for efficient intracellular delivery in complex 3D environments, with promising implications for immune modulation and therapeutic development.

本誌: 2025年5月29日-2025年5月30日バイオ・マイクロシステム研究会

本誌掲載ページ: 43-48 p

原稿種別: 英語

PDFファイルサイズ: 1,599 Kバイト