功能化氧化石墨烯作为药物基因载体在肿瘤治疗中的应用

发布时间：2020-08-15 21:52

【摘要】：氧化石墨烯(graphene oxide,GO)是一种石墨烯的衍生物。氧化石墨烯具有极大的比表面积大、良好的生物相容性好,并且氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能团。这些官能团让氧化石墨烯更加容易被修饰,、进而获得更多的功能。由于氧化石墨烯存在如此多优异的性能,使得氧化石墨烯在药物运输、生物成像、癌症治疗与诊断等方面具有很大的应用潜力。本文章主要功能化研究氧化石墨烯在基因和药物治疗中的应用。首先,通过改良的Hummers法制备出氧化石墨,超声得到氧化石墨烯。制备出的氧化石墨烯平均粒径为204.2±4.56nm,电位为-34.2mV。随后,聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)与氧化石墨烯共价耦合得到复合物GO-PEG。相比氧化石墨烯,GO-PEG生物相容性更好、毒性更低。其次,许多肿瘤细胞表面叶酸受体(folate receptor,FR)过表达,叶酸受体可以与叶酸特异性结合(folate acid,FA)。因此,我们通过将叶酸共价偶联到氧化石墨烯表面,得到一种具有细胞靶向功能的载体GO-PEG-FA。随后,光谱抗肿瘤药物盐酸多柔比星(DOX)通过氢键等弱相互作用吸附到氧化石墨烯表面。并且氧化石墨烯的载药率高达17.79%。最后,GO-PEG-FA将药物DOX靶向输送到肿瘤细胞,并释放出药物杀死肿瘤细胞,达到肿瘤治疗的目的。最后,聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)是一种阳离子聚合物,能够高效转染基因,但是由于其细胞毒性大限制了聚乙烯亚胺的应用。本研究利用氧化石墨烯和聚乙烯亚胺制备了一种具有生物安全性、低毒性、能够同时转染基因和吸附抗肿瘤药物的靶向载体PEG-GO-PEI-FA。这种载体一方面降低了聚乙烯亚胺对细胞的毒性,另一方面可以靶向将药物DOX和短干扰RNA(siRNA)同时输送到肿瘤细胞中。最后,药物DOX和siRNA从溶酶体中逃逸到细胞质中,发挥肿瘤治疗的效应。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ127.11;R730.5
【图文】：

将浓度为Ｉｍｇ／ｍＬ的氧化石墨烯用超声细胞粉碎仪在２０°Ｃ，邋１０００ｗ功率下‘逡逑超声２ｈ邋（每超声２ｓ，间隔２ｓ）后进行粒径电位测试。如图２－１所示，制备出的逡逑氧化石墨烯的粒径为２０４．２±４．５６ｎｍ，是纳米级尺寸，符合制备要求，可以进行逡逑后面的生物实验；电位－３４．２ｍＶ，符合文献报道的氧化石墨烯电位数据。逡逑（ａ）逦（ｂ）逡逑２０逦７０００００Ｊ逦，逡逑ｆｔ邋—１逡逑ｔ１0｜邋２Ｍ－２±４－５５ｎｍ邋Ｊｌ逦！Ｚ；逦－３４．２．Ｖ逦：１逡逑？邋0邋逦邋！，…逦＇逦１邋ｕ，邋－邋ｒ邋１０Ｑ０Ｗ逦／逦、逡逑１逦１０逦１００逦n,逦＾＾￣１逦＾逡逑Ｓｉｚｅ邋（ｄ－ｎｍ）逦Ｚｅｔａ邋Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋（ｍＶ）逡逑图２－１氧化石墨烯的粒径（ａ）电位（ｂ）图像逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｓｉｚｅ邋（ａ）邋ａｎｄ邋ｚｅｔａ（ｂ）邋ｏｆ邋ＧＯ逡逑１８逡逑

第二章氧化石墨烯及ＧＯ－ＰＥＧ的制备表征逡逑２．５．２逦ＧＯ的表面形貌逡逑在实验中，利用大气原子力显微镜表征了氧化石墨烯的表面形态。图２－２是逡逑ＧＯ原子力显微镜图像，由图可知，制备出的ＧＯ具有规则的片状结构，表面比逡逑较平整光滑，粒径在２００ｎｍ左右，与前面测试的ＧＯ粒径相符。利用大气原子逡逑力显微镜对ＧＯ进行表征，观察ＧＯ的表面形态。如图２－２所示，ＧＯ为片状结逡逑构，表面规整光滑，与文献结果相符；粒径在２００ｎｍ左右，与前面测试ＧＯ粒逡逑径结果相吻合。逡逑图２－２氧化石墨烯的原子力显微镜图像逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋ＡＦＭ邋ｍｉｃｒｏｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ邋ｏｆ邋ＧＯ逡逑２．５．３逦ＧＯ紫外－可见分光光谱表征逡逑通过ＵＶ－Ｖｉｓ光谱可以对石墨及其衍生物进行定性的分析，图２＿３是石墨和逡逑ＧＯ的紫外－可见吸收光谱曲线，石墨和ＧＯ在２３０ｎｍ峰值附近都出现了强吸收逡逑峰，这可能是由于Ｃ＝Ｃ键中ｎ向：ｉｔ邋＊的转变〃：而氧化石墨h澰冢常埃埃睿砀浇�出逡逑现了一个独有的弱吸收�

本文编号：2794707