Chelator-Free法标记介孔二氧化硅纳米颗粒用于乳腺癌靶向PET成像

目的 使用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs),制备新型正电子发射计算机断层显像(PET)分子探针,并检测其表征、生物安全性、放射性化学性能、体内生物分布及评估其体内乳腺癌靶向PET成像性能。方法 用模板法合成MSNs,对其进行纳米表征及生物安全性分析,明确其良好的生物安全性。并用Chelator-Free法进行^(68)Ga标记,制备出新型纳米PET分子探针^(68)Ga-MSNs,对其进行放射性化学分析,评估其在KM小鼠体内生物分布和对乳腺癌荷瘤小鼠的靶向PET成像性能。结果 MSNs平均粒径为85.03 nm,分散均匀,形貌优良。生物安全性分析显示MSNs在100μg/ml浓度下对细胞增殖无明显影响,显示出良好的生物安全性。^(68)Ga-MSNs的标记率大于95%,放射性化学分析显示,经纯化后^(68)Ga-MSNs放射性化学纯度大于98%,体外标记稳定性优良。KM小鼠体内生物分布显示^(68)Ga-MSNs主要分布于肝脏、脾脏和肺脏。乳腺癌MCF-7荷瘤小鼠模型PET成像表明,^(68)Ga-MSNs在肿瘤部位摄取明显,显示出良好的体内靶向PET成像性能。结论 本研究成功应用Chelator-Free标记法构建的^(68)Ga-MSNs分子探针具有良好的表征、生物安全性及放射性化学性能,具有活体乳腺癌靶向PET成像性能,该研究为乳腺癌的靶向诊疗提供新的药物平台。

pH响应的介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及可控释放

选择带负电荷且溶解度和分子结构对pH值非常敏感的聚丙烯酸作为封堵分子,采用静电吸附的修饰方法,制备了pH响应的MCM-41型介孔二氧化硅纳米颗粒.利用高倍透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及比表面积分析等手段表征了介孔二氧化硅纳米颗粒的物理化学性质.以联钌吡啶染料分子作为模式客体分子,研究了pH调控下的模式客体分子在介孔二氧化硅纳米颗粒中的包裹及释放行为.结果表明,该介孔二氧化硅纳米颗粒对pH具有很好的响应性;在近中性条件下,带正电的二氧化硅纳米颗粒通过静电吸附作用吸附带负电的聚丙烯酸,导致介孔封堵,使包载的染料分子几乎无释放;客体分子的释放率随着pH值的降低而升高,当pH≤5时,染料分子显著释放,pH=1时客体分子的释放率高达98%,可以实现对包载客体分子的控制释放.该pH响应的介孔二氧化硅纳米颗粒载体具有制备简便、价格低廉和包载量大等优点,有望应用于药物的控制释放.

核酸适配体封盖的介孔二氧化硅纳米颗粒用于肌红蛋白的检测

利用核酸适配体封盖的介孔二氧化硅纳米颗粒构建了一种新型、简便及免标记的肌红蛋白定量检测方法.首先,用肌红蛋白核酸适配体将荧光小分子罗丹明6G封盖在介孔颗粒内,当存在目标物肌红蛋白时,由于介孔颗粒上的核酸适配体可特异性结合肌红蛋白而脱离介孔颗粒表面,进而释放介孔颗粒内的罗丹明6G,使溶液荧光强度增强.实验结果表明,荧光强度与肌红蛋白的浓度呈正相关,通过荧光强度的变化可实现对肌红蛋白的定量检测.该方法的检出限低至1.1 nmol/L,且选择性好,可满足临床医学的检测要求.

介孔二氧化硅纳米颗粒经氧化应激所致肾细胞毒性及GSK-3β在其中的作用

研究氧化应激及GSK-3β在介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)诱导肾细胞毒性中的作用及机制,以及抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)在此毒性中的保护作用。选用NRK-52E大鼠的肾小管上皮细胞,将其直接或用1μmol/L NAC预处理,然后暴露于400μg/mL MSNs中。采用MTT法测定细胞活力,采用JC-1荧光染色法检测线粒体膜电势,采用western blot法检测GSK-3β等蛋白水平,并测定抗氧化物SOD、GSH和CAT活性。NRK-52E细胞暴露于MSNs内24 h即出现严重的细胞毒性,其IC_(50)为(438.6±7.1)μg/mL。400μg/mL MSNs作用24 h后,细胞的存活率下降到47.57%±2.03%,胞内SOD、GSH、CAT活性水平分别下降到39.74%±2.23%、51.42%±3.08%、46.05%±3.71%(P<0.001)。400μg/mL MSNs还可显著活化GSK-3β,崩解线粒体ΔΨ_m,促进线粒体Cyt C漏出,并剪切激活Caspase-3,引起细胞死亡(P<0.001);1μmol/L NAC干预后可显著缓解400μg/mL MSNs引起的这些变化(P<0.01)。MSNs通过激活GSK-3β信号通路来诱导肾细胞氧化应激损伤,NAC可以改善线粒体功能,提高细胞抗氧化能力,减轻此损伤。

pH/温度刺激响应型核-壳结构介孔二氧化硅纳米颗粒的设计与制备

首先将具有pH敏感特性的聚甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯(PDPA)和靶向分子叶酸(FA)接枝到介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)表面,合成了MSNs-PDPA-FA。然后将单体甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO_(2)MA)、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)与甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯(DPA)通过原子转移自由基聚合(ATRP)反应制备了pH/温度双重响应型聚合物P(MEO_(2)MA_(90)-co-OEGMA_(10))-b-PDPA10。最后在pH=7.4的条件下将聚合物P(MEO_(2)MA_(90)-co-OEGMA_(10))-b-PDPA_(10)通过疏水作用自组装到MSNs-PDPA-FA的壳层来保护FA分子。通过粒径与透射率表征分析了该自组装体的pH/温度响应性能,并对该自组装纳米载体的体外释药动力学进行了研究。结果表明,该自组装体系能够灵敏地响应环境中pH与温度的变化。在正常生理环境下,48 h后的药物累计释放量不超过10%,而在pH=5.0、44℃下,药物48 h的累计释放量达到65%。

刺激响应和靶向型介孔二氧化硅纳米颗粒递送抗肿瘤药物的研究进展

传统化疗药物在正常细胞和肿瘤细胞中都有分布,存在多药耐药和毒性增加等不良影响,需要开发先进的药物递送系统。在纳米载体表面附加靶向基团可以进行药物的靶向递送,在纳米载体表面修饰环境敏感分子可以得到刺激响应的新型药物递送系统。介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)药物递送系统可以改变药物的生物分布特征,在肿瘤细胞中实现增强的高通透性和滞留效应,增加药物在肿瘤部位的积累,因此,开发靶向肿瘤的MSN药物递送系统可以克服多药耐药问题。详细调研了2019~2021年关于刺激响应和靶向型MSN药物递送系统的文献,对不同类型的MSN在抗肿瘤药物递送中的研究进展进行了综述。

基于功能化介孔二氧化硅纳米颗粒的石英晶体微天平气体传感器快速检测啤酒中的甲醛

为实现啤酒中甲醛的快速检测,建立了一种基于功能化介孔二氧化硅纳米颗粒的石英晶体微天平气体传感器的检测方法。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附脱附仪对材料进行表征,并分析该传感器对甲醛气体的气敏性能及其在啤酒中甲醛的检测效果。结果表明:介孔二氧化硅纳米平均颗粒直径约100 nm、孔径约3.5 nm,该传感器检测甲醛气体灵敏度高,检测限达0.5 mg/L,响应时间为7 s,恢复时间为12 s,选择性和稳定性良好;检测啤酒中甲醛时,每个样品在30 s内可以完成检测,且表现出良好的准确性和线性关系。

介孔二氧化硅纳米颗粒及其承载药物在心肌保护中的应用

纳米生物材料在医学成像、药物输送、临床诊断和治疗等领域受到越来越多的关注。介孔二氧化硅纳米颗粒(Mesoporous silica nanoparticles,MSN)因其独特的优势在药物递送和生物医学中得到广泛应用,但其安全性和应用效果需要进一步的深入研究。本文对MSN的生物相容性、载药释放及其承载药物在心肌保护中的应用作一综述。

加载促生长激素神经肽的介孔二氧化硅纳米颗粒药物载体对高糖环境下神经元细胞增殖的影响

目的制备加载促生长激素神经肽(GAL)的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)药物载体,探讨其对高糖环境下神经元细胞增殖的影响。方法首先制备由聚乙二醇(PEG)修饰的MSNs(MSNs/PEG),进行生物相容性检测,并测定其中GAL的加载量。随后加载GAL制备MSNs/GAL/PEG药物载体,测定MSNs/PEG对GAL的缓释性能,分析MSNs/GAL/PEG对高糖环境下背根神经节(DRG)神经元细胞增殖的影响。结果成功制备MSNs/PEG纳米药物载体,用200、100、50、25、12.5、6.25、3.125和0μg/mL的MSNs/PEG处理DRG神经元细胞,24 h后的细胞活性分别为99.60%±3.29%、98.95%±1.17%、96.99%±0.68%、105.80%±0.39%、103.20%±1.57%、100.92%±2.08%、102.49%±8.85%、107.72%±6.34%,48 h后的细胞活性分别为94.48%±0.84%、95.45%±1.29%、94.32%±1.22%、94.32%±1.41%、94.00%±1.94%、95.13%±1.84%、94.00%±2.23%、99.03%±2.02%,表明该药物载体在0~200μg/mL的质量浓度范围内对神经元细胞均无毒性。每毫克MSNs/GAL/PEG中GAL的加载量为3.26μg。在pH值7.4、37℃的条件下,1、2、4、6、8、10、12、24、36、48、72 h后,MSNs/GAL/PEG半透膜外部GAL的质量浓度分别为(3.58±1.46)、(10.77±1.11)、(54.80±2.32)、(61.70±2.58)、(63.67±2.52)、(66.61±1.37)、(66.82±2.00)、(67.55±2.02)、(69.80±1.76)、(69.64±3.73)、(71.57±3.70) ng/mL。正常葡萄糖浓度(25 mmol/L,对照组)培养12、24、48、36、60和72 h后的神经基底细胞培养基中DRG神经元细胞的细胞数分别为(62.69±5.97)×10~4、(68.56±3.34)×10~4、(87.91±6.80)×10~4、(141.25±16.34)×10~4、(183.78±12.02)×10~4、(265.45±7.19)×10~4,高葡萄糖浓度(45 mmol/L)培养后分别为(55.71±1.23)×10~4、(52.77±8.39)×10~4、(58.61±12.21)×10~4、(66.59±7.41)×10~4、(77.59±4.02)×10~4、(114.37±13.27)×10~4,高糖+MSNs/PEG培养后分别为(58.05±13.96)×10~4、(55.81±4.67)×10~4、(63.61±11.46)×10~4、(68.6±4.84)×10~4、(77.00±7.02)×10~4、(115.86±8.76)×10~4,高糖+MSNs/GAL/PEG培养后分别为(60.82±2.87)×10~4、(63.16±0.72)×10~4、(84.69±16.35)×10~4、(127.59±12.12)×10~4、(164.29±8.21)×10~4、(241.93±20.88)×10~4。高糖+MSNs/GAL/PEG组培养36、48、60、72 h后的DRG神经元细胞数均显著多于高糖组和高糖+MSNs/PEG组同时间点(P值均<0.05),但与对照组各时间点间的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。结论本研究构建的MSNs/PEG具有较高的生物相容性、高载药量和较好的缓释性能。MSNs/GAL/PEG可以明显加快高糖环境下DRG神经元细胞的增殖,缓解高糖对神经元细胞的损伤。

枝状介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及载释性能测试

采用非油相法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,三乙醇胺(TEA)为催化剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂,以具有低表面张力的三氟乙酸钠(FC2)、全氟辛酸钠(FC8)为添加剂,与CTAB相互作用,合成了粒径、孔径可微调的枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs)。研究了TEOS和FC的用量以及FC的碳链长度对DMSNs的孔径、粒径大小的影响。结果发现,TEOS的用量对于产品的微观结构影响不大。选择FC8作为添加剂,当FC8与CTAB的摩尔比为0.15时,可以合成大孔径、小粒径的DMSNs。通过负载和释放溶菌酶实验发现,具有这种微观结构的DMSNs具有最大的负载量及缓慢的释放速率,负载释放性能好。

原花青素-介孔二氧化硅纳米颗粒复合体制备及释放研究

原花青素(proanthocyanidins,PC)是广泛存在于植物体内的一大类多酚化合物,具有较高抗氧化活性,广泛应用于食品、医药等领域。但是,其稳定性差导致生物利用率低,如能提高其稳定性将有助于拓展其应用范围。采用气溶胶法,以四乙氧基硅烷为二氧化硅前躯体,十六烷基三甲基溴铵作为模板,制备了一种单分散介孔二氧化硅纳米颗粒(mesoporous silica nanoparticles,MSNs)。采用浸渍法,将PC负载于MSNs中制备了PC-MSNs复合体,考察了温度、PC质量分数、处理时间和MSNs添加量对负载效果的影响,并通过模拟胃肠道条件,研究PC-MSNs的释放情况。实验结果表明,当MSNs为5 mg/mL,PC质量分数为4 mg/mL,变温交替处理程序为:30℃处理0.5 h,然后4℃处理0.5 h,此为一次变温刺激,重复两次,在此条件下,负载量最高,每克MSNs中可负载512 mg PC。根据Brunauer-Emmett-Teller分析方法得出,比表面积与孔容积明显下降,说明PC被成功负载进MSNs颗粒中。未负载的PC在小肠消化结束时只保留了50.2%,而将PC负载于MSNs体系,可使其少受胃酸破坏,到达小肠处释放,在小肠消化结束时保留了77.1%,说明MSNs可显著提高PC在小肠液中的含量,提高其生物利用率。

介孔二氧化硅纳米颗粒的生物相容性

背景:介孔二氧化硅纳米颗粒具有很多优异的物理性质,在生物医学领域应用广泛,但目前对其生物相容性研究不足。目的:综述国内外对介孔二氧化硅纳米颗粒生物相容性的研究进展。方法:检索PubMed、EMBASE、万方、CNKI、维普、中国生物医学数据库有关介孔二氧化硅纳米颗粒细胞毒性和动物毒性的相关文献。结果与结论:介孔二氧化硅纳米颗粒可通过内吞作用被细胞摄取,其可能通过在细胞内产生活性氧化物导致细胞毒性;介孔二氧化硅纳米颗粒致细胞毒作用与介孔二氧化硅纳米颗粒浓度、颗粒尺寸、表面活性剂去除方式、细胞种类有关。介孔二氧化硅纳米颗粒在动物体内主要富集在肝脏和脾脏,尿液和粪便是其主要排泄途径;介孔二氧化硅纳米颗粒在体内局部生物相容性良好,而大剂量介孔二氧化硅纳米颗粒经腹腔注射或静脉注射可导致严重全身反应。介孔二氧化硅纳米颗粒在体外和体内均显示出较好的生物相容性,但其安全性仍需进一步研究。

基于多巴胺修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的光-温度双重响应型农药释放系统

本文将具有光-温度双重响应特性的共聚物——聚7-(4-乙烯基苯氧基)-4-甲基香豆素-co-N-乙烯基己内酰胺-co-三乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(PVNM)接枝到经多巴胺修饰的介孔二氧化硅(MSNs)表面,从而合成了聚合物刷MSNs-g-PVNM。利用傅里叶红外光谱、扫描电镜、热重分析和X射线光电子能谱等手段对其结构进行了表征,并系统地研究了其在不同刺激条件下的响应行为,探讨了聚合物刷对模型药物吡虫啉的负载和控释能力。结果表明,聚合物刷MSNs-g-PVNM对吡虫啉的负载率和负载效率分别可以达到9.2%和40.6%,释放率分别在20℃,365 nm和50℃,254 nm两个条件下达到最低(5.4%)和最高(52.4%)。叶片浸出实验可以证实,应用聚合物刷可以将三次淋洗后叶片上吡虫啉的损失率从25.2%降低到8.4%。因此,本聚合物刷可以通过改变光照、温度等外界条件调控吡虫啉的释放过程。

板栗壳原花青素-介孔二氧化硅纳米颗粒复合体的制备工艺优化

板栗壳中富含具有清除自由基作用的原花青素(Proanthocyanidins,PC),但PC稳定性差导致其在消化道中容易降解,从而降低其生物利用率。采用介孔二氧化硅纳米颗粒(Mesoporous silica nanoparticles,MSNs)负载板栗壳PC制备板栗壳PC-MSNs复合体,可提高其生物利用率。本文在单因素试验的基础上,采用Box-Behnke试验设计法对MSNs负载PC工艺进行优化,结果显示,当PC浓度0.3 mg/mL、MSNs添加量0.005 g、变温交替处理3次时,优化工艺效果最好,此时,板栗壳PC的负载率最高,为15.96%。

具有可控分散性的不同粒径氨基酸双功能化介孔二氧化硅纳米颗粒(英文)

通过表面活性剂、共结构导向剂(CSDAs)和硅源的自组装合成了具有分散性的不同粒径氨基酸双功能化介孔二氧化硅纳米颗粒.利用表面活性剂头部与带相反电荷的CSDAs之间的静电相互作用使氨基和羧基基团均匀排列在介孔孔道表面.通过调节助溶剂或分散剂的加入量来控制颗粒粒径,调节合成溶液pH,改变纳米颗粒表面羧基基团和氨基基团的电荷量来控制颗粒的分散性.

介孔二氧化硅纳米颗粒作为药物载体的研究现状

介孔二氧化硅纳米材料作为一种新型无机材料,具有表面积大、孔容积大以及表面可修饰化等优点,使其在生物医药领域被广泛应用。但单一的介孔二氧化硅存在生物降解低、性能单一等问题。为弥补这些功能缺陷,基于介孔二氧化硅纳米的一系列复合材料应运而生。介孔二氧化硅在与无机、有机材料杂化复合后,表现出可控、稳定等特征,大大改善其性能。本文简述了不同形态的介孔二氧化硅及其特性,总结了介孔二氧化硅与无机、有机材料杂化形成的复合材料的特性、研究成果及其在生物医药领域的应用情况。

合成方法对Co基介孔二氧化硅纳米球丙烷脱氢性能的影响

以树枝状介孔二氧化硅纳米球为载体、Co为活性组分,分别采用等体积浸渍法、嫁接法和掺杂法制备了含Co介孔二氧化硅纳米球催化剂,利用XRD、SEM、N_(2)吸附-脱附、XPS等方法对催化剂进行表征,考察了催化剂的丙烷脱氢制丙烯的催化活性。实验结果表明,在嫁接法和掺杂法制备的催化剂中,活性组分Co的分散性更好,主要以Co^(2+)形式存在并与载体产生较强的相互作用;掺杂法合成过程简单,催化剂中树枝状介孔二氧化硅纳米球载体的结构保持更完整,催化剂表现出良好的丙烷脱氢活性和稳定性。

树枝状介孔二氧化硅基纳米材料催化转化二氧化碳的研究进展

近年来,树枝状介孔二氧化硅纳米颗粒(DMSNs)成为催化界的研究热点,因其具有大的开孔结构、高比表面积、优异的溶剂分散性、良好的生物相容性等,上述优点使得DMSNs在实现CO_(2)的捕获和催化转化中取得了良好的发展。结合国内外研究进展,总结了近年树枝状介孔二氧化硅基纳米功能材料在CO_(2)催化转化方面的应用和反应机制,并与传统二氧化硅介孔材料(如SBA-15或MCM-41)的催化转化性能进行比较。最后对该材料在CO_(2)催化转化方面的应用进行了展望。

不同粒径介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及其与毒性的相关性研究

为探究粒径对纳米粒生物学效应的关键作用,本研究采用传统Stober法以及通过调整硅源种类以及比例制备系列粒度梯度(50、100、150、200 nm)介孔二氧化硅纳米粒(mesoporous silica nanoparticles,MSNs),并在体内外探究了其毒性与粒径产生的生物学效应的关联性。结果表明,所制备的各组MSNs粒径大小均一、水分散性良好,且具备有序的介孔结构;溶血毒性与粒径无相关性;细胞水平上,小粒径的MSNs更有利于细胞内化,引发更加强烈的氧化应激反应,诱导更高的细胞毒性和细胞凋亡率;体内研究结果表明MSNs主要蓄积在小鼠肝脏与肾脏;药动学结果显示,大粒径MSNs较小粒径MSNs更易经泌尿系统消除;小鼠体重监测、血常规及主要脏器病理切片结果说明不同粒径MSNs均具有良好的生物相容性。所有动物实验经浙江中医药大学实验动物伦理委员会审查[批准号:SYXK(浙)2021-0012],符合实验动物伦理相关规范。综上所述,本研究制备粒度梯度的MSNs对比探讨巨噬细胞和内皮细胞的毒性-粒径相关关系,并进一步从体内外分别考察不同粒径MSNs的生物安全性,有助于完善MSNs应用于递药系统的安全性设计策略。

手性介孔二氧化硅纳米粒的合成及在载药递药中的应用

背景:近些年来,手性介孔二氧化硅纳米粒逐渐成为了一种热门的药物载体,其是凭借哪些性能具有独特递送药物优势呢?目的:探讨手性介孔二氧化硅纳米粒在药物递送系统中发挥优势作用的关键因素。方法:从手性介孔二氧化硅纳米粒的合成、成型机制、手性性质、载药释药性能及生物安全性研究等方面入手,利用PubMed和中国知网数据库检索1990-2022年的有关文献,根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,保留相关性较高的49篇文章进行综述。结果与结论:除了模板是合成手性介孔二氧化硅纳米粒的重要条件外,表面活性剂及反应温度、酸碱度、搅拌速度、表面活性剂链长、阴阳离子等因素对合成材料的结构也有所影响。在作为药物载体的应用中,手性介孔二氧化硅纳米粒的扭曲孔道使其在载药和递药方面更具优势,如手性介孔二氧化硅纳米粒的高孔隙网络结构特性可以增加药物的负载量。一般情况下,手性介孔二氧化硅纳米粒的比表面积和孔容越大,载药量越高。手性介孔二氧化硅纳米粒的孔径对药物的晶体结构有抑制作用,可有效改变药物晶型为无定形,从而显著提高药物的生物利用度。如何根据药物应用需求精确设计具有手性形貌或手性结构亦或分子级手性的手性介孔二氧化硅纳米粒是实现该种载体应用价值的关键问题,有待更多的研究。