靶向抗癌药物体系制备及其联合近红外热疗抗癌活性初步研究

发布时间：2020-06-28 12:09

【摘要】：实验目的制备抗癌靶向氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)药物载体,研究其负载顺铂(Cis-Dichlorodiamineplatinum,CDDP)、卡铂(Carboplatin,CBP)和奥沙利铂(Oxalipatin for Injection,OXA)载药、释药性能,测定该载药体系及联合近红外热疗的体外抗癌活性,为靶向载药体系联合近红外热疗应用于临床治疗提供实验数据。实验方法1.采用经典的Hummers法合成GO,通过化学沉淀法制备氧化石墨烯-四氧化三铁(GO-Fe_3O_4),再用苯胺单体对其进行修饰制备氧化石墨烯-四氧化三铁-聚苯胺载体(GO-Fe_3O_4-PANI),接着通过酰胺反应对GO-Fe_3O_4-PANI进行叶酸靶向修饰得到GO-Fe_3O_4-PANI-FA。2.采用傅立叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、紫外光谱分析(UV-vis)、X-射线粉末衍射(X-ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)、热失重分析(Thermogravimetric Analyzer,TGA)和ZETA电位分析(Zeta Potential,ZETA电位)等手段对GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA载体的结构性能形貌进行表征。3.采用MTT法和BSA(Bovine Serum Albumin,BSA)吸附实验测定GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA体外生物相容性。4.通过负载CDDP、CBP和OXA药物,测定GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA在不同环境条件(p H、温度和抗癌药物剂量)下的载药和释药性能。5.采用MTT法初步评价GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA靶向药物的体外抗癌活性。6.通过MTT实验检测GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA靶向药物联合近红外热疗对癌细胞生长的抑制情况。实验结果1.制备GO、GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA并得到其结构形貌表征信息。2.MTT实验和BSA吸附实验结果:(1)GO-Fe_3O_4-PANI载体浓度在0~125μg/mL之间对HL-7702细胞、SMMC-7721细胞、HepG-2细胞和RAW264.7细胞的相对增殖率均75%;GO-Fe_3O_4-PANI-FA载体浓度在0~30μg/mL之间对模型细胞的相对增殖率均80%。(2)GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA与BSA相互作用分别在120 min和270 min时可达到最高吸附量。(3)改变BSA的初始浓度,可以改变吸附的效果。(4)改变pH环境,载体对BSA的吸附效果也随之改变。3.载体载药性能测定结果:(1)GO-Fe_3O_4-PANI载体负载CDDP、CBP及OXA的载药率和包封率分别为83.28%和4.16%、38.38%和27.74%及84.90%和18.37%;(2)GO-Fe_3O_4-PANI-FA载体负载CDDP、CBP及OXA的载药率和包封率分别为32.78%和49.38%、25.93%和70.00%及24.27%和64.11%。4.载体释药性能研究结果:(1)GO-Fe_3O_4-PANI负载CDDP、CBP及OXA释药最佳环境分别是pH8.0和37℃,pH6.0和37℃及pH6.0和47℃,累积释放率则分别为75%,98%和75%;(2)GO-Fe_3O_4-PANI-FA负载CDDP、CBP及OXA释药最佳环境分别是pH6.0和37℃,pH6.0和37℃,pH7.4和47℃,累积释放率则分别为70%,80%和95%。5.载药体系的体外抗癌活性实验结果:(1)阳性对照药物CDDP对SMMC-7721细胞和Hep G-2细胞的抑制率具有剂量依赖性,当CDDP浓度达到8μg/mL时,抑制率均达到了80%以上。GO-Fe_3O_4-PANI*CDDP和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CDDP载药体系负载上CDDP达8μg/mL时对SMMC-7721细胞和Hep G-2细胞抑制率分别为25%和35%,20%和40%。(2)在研究药物浓度0~150μg/mL范围内GO-Fe_3O_4-PANI*CBP和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CBP对HepG-2的抑制作用均大于CBP;GO-Fe_3O_4-PANI*CBP和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CBP对SMMC-7721的抑制作用均小于CBP,并存在剂量依赖性,随着药物CBP浓度的增大对细胞的抑制率不断增大。(3)当OXA浓度为30μg/mL时,阳性对照药物OXA对HepG-2细胞和SMMC-7721细胞的抑制率分别为75%和65%。GO-Fe_3O_4-PANI*OXA和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*OXA在研究的OXA药物浓度0~60μg/mL范围内抑制率低于OXA。(4)OXA药物浓度0~60μg/mL范围内GO-Fe_3O_4-PANI-FA*OXA对Hep G-2细胞的抑制率均比GO-Fe_3O_4-PANI*OXA载药体系大。6.体外近红外热疗实验结果表明当CDDP浓度为16.00μg/mL时,GO-Fe_3O_4-PANI*CDDP和GO-Fe_3O_4-PANI*CDDP+热疗对SMMC-7721细胞和Hep G-2细胞的抑制率分别为23%和25%,35%和35%;GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CDDP和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CDDP+热疗对SMMC-7721细胞和Hep G-2细胞的抑制率分别为32%和36%,40%和42%。当CBP浓度为150μg/mL时,GO-Fe_3O_4-PANI*CBP和GO-Fe_3O_4-PANI*CBP+热疗对SMMC-7721细胞和HepG-2细胞的抑制率分别为45%和40%,50%和70%;GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CBP和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CBP+热疗对SMMC-7721细胞和Hep G-2细胞的抑制率分别为15%和22%,44%和60%。当OXA浓度为60μg/mL时,GO-Fe_3O_4-PANI*OXA和GO-Fe_3O_4-PANI*OXA+热疗对SMMC-7721细胞和HepG-2细胞的抑制率分别为30%和80%,80%和85%;GO-Fe_3O_4-PANI-FA*OXA和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*OXA+热疗对SMMC-7721细胞和的抑制率分别为37%和86%,40%和92%。实验结论1.通过FTIR、UV-vis、XRD、SEM、TGA和ZETA电位分析表明成功制备GO、GO-Fe_3O_4、GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA。2.MTT实验结果表明在0~125μg/mL浓度范围内的GO-Fe_3O_4-PANI载体和0~30μg/mL浓度范围内的GO-Fe_3O_4-PANI-FA载体对模型细胞是安全无毒。3.BSA吸附实验结果结合载体的ZETA电位表明当pHpI时GO-Fe_3O_4-PANI吸附BSA的量高于GO-Fe_3O_4-PANI-FA,即GO-Fe_3O_4-PANI生物相容性比GO-Fe_3O_4-PANI-FA要好。4.GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA载体负载CDDP、CBP和OXA在不同环境下的载药释药性能研究结果表明GO-Fe_3O_4-PANI适合作为CDDP和CBP的药物载体;GO-Fe_3O_4-PANI-FA适合作为OXA的药物载体。5.载药体系的体外抗癌活性实验结果表明GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA载体的存在对CDDP的释放具有缓释作用;GO-Fe_3O_4-PANI-FA*CDDP和GO-Fe_3O_4-PANI-FA*OXA载药体系初步表现出FA靶向性,有望作为靶向药物载体进一步对其进行研究;GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA载体的存在对CBP的释放虽然具有缓释作用,但是没有表现出靶向性,需进一步研究进行解释说明。6.GO-Fe_3O_4-PANI和GO-Fe_3O_4-PANI-FA负载CDDP,CBP和OXA作为载药体系联合近红外热疗较载药体系抑制癌细胞作用强,有望成为一种有潜力的靶向化疗联合近红外热疗手段应用于新型肿瘤靶向治疗。
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R943;R96
【图文】：

特征吸收,紫外,图谱,紫外光学

GO-Fe3O4和 GO-Fe3O4-PANI 的紫外特征吸收图谱Figure 2-2 The UV-vis spectra of GO, GO-Fe3O4and GO-Fe3O4-PANI图 2-2 所示展示了 GO，GO-Fe3O4和 GO-Fe3O4-PANI 的紫外吸收图谱。GO 的紫外光学特征吸收图谱显示了一个吸收峰在一个宽的肩峰在 300 nm 左右分别对应的是 GO 碳骨架上的芳键的π-π*跃迁和 GO 中的含氧活性基团羰基或者羧基上的 C迁所致。与 GO 相关文献报道相符，表明 GO 的成功制备。3O4-PANI 的紫外光学特征吸收图谱，在 418 nm 左右出现的吸NI 上苯环的π-π*跃迁引起，由于 Fe3O4和 PANI 的存在使得 G一个微小的蓝移现象从 230 nm 蓝移到 224 nm 左右[49]。O, GO-Fe3O4, GO-Fe3O4-PANI 的 XRD 表征结果与分析

扫描电镜图

图 2-4 GO (a)、GO-Fe3O4(b)和 GO-Fe3O4-PANI (c)的扫描电镜图Figure 2-4 The SEM images of GO (a), GO-Fe3O4(b) and GO-Fe3O4-PANI (c)如图 2-4 显示了 GO (a)，GO-Fe3O4(b)和 GO-Fe3O4-PANI (c)的 SEM 图像，对于 GO (a) 的 SEM 图像，可以明显的看到褶皱的波丝状碳片，这是单层 GO 所具有的特征；而对于 GO-Fe3O4-PANI (c)的 SEM 图像，我们可以从图中看到 Fe3O4颗粒和 PANI 被成功的连接到 GO 表面上，形成了GO-Fe3O4-PANI 复合材料。并且 Fe3O4颗粒和 PANI 相对较均匀的分布在GO 表面上，避免了 GO 的卷曲和聚合，使其有一个相对较大的表面积，为后续负载抗肿瘤药物提供一个更大的负载空间。

【参考文献】