仿酶制剂ZIF-8@Pt用于清除活性氧治疗类风湿关节炎的研究

目的 构建具备清除活性氧(reactive oxygen species, ROS)能力的铂金属掺杂ZIF-8纳米仿酶制剂(ZIF-8@Pt)并探讨其对类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)的治疗效果。方法 通过原位还原的方式得到ZIF-8@Pt纳米制剂并进行表征和仿酶能力测试后,使用RAW264.7细胞,分未处理组(untreated, UT)、阳性对照组(lipopolysaccharide, LPS)及治疗组(ZIF-8@Pt)进行细胞实验,探讨其清除胞内ROS实现抗炎的能力。使用胶原诱导大鼠建立关节炎模型(collageninduced arthritis, CIA),分健康对照组(UT)、阳性对照组(Control组,注射PBS)及治疗组(ZIF-8@Pt,注射ZIF-8@Pt溶液),对膝关节进行局部注射治疗,通过大体评分、影像学观察、炎症因子检测以及病理学评估等探讨其针对RA的治疗效果。结果 在体外实验中,细胞内ROS水平及LPS诱导的巨噬细胞M1型极化,ZIF-8@Pt组与LPS组相比,差异有统计学意义(P<0.05);在体内实验中,针对CIA大鼠血清及关节局部的炎症因子水平的检测,如白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)、C-反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、精氨酸酶-1(arginase-1, Arg-1),ZIF-8@Pt组与Control组相比,差异有统计学意义(P<0.05)。病理学评估表明,与Control组相比,ZIF-8@Pt可缓解关节局部乏氧,抑制血管新生、破骨活动以及巨噬细胞M1型极化(P<0.05)。结论 ZIF-8@Pt仿酶制剂能够通过清除活性氧ROS而抑制巨噬细胞炎性极化进而改善RA炎性环境。同时,其可改善关节腔乏氧环境,抑制血管新生及骨破坏,对RA具有良好的治疗效果。

仿生态复合酶制剂用于剩余污泥减量的试验研究

采用仿生态复合酶制剂在某污水处理厂进行剩余污泥减量试验。设A、B、C三组相同装置，A不投加酶制剂，而B、C组分别投加约为处理水量0．01％和0．02％的酶制剂，均采用常规活性污泥法且运行操作相同，比较三组试验装置的污泥减量效果。结果表明：相比于A组，B、C组的剩余污泥减量效果分别达到了38．4％、56．7％，并且对出水水质没有消极影响，反而提高了对TN、TP的去除效果。A、B、C组出水COD均值分别为37、42、46mg／L。氨氮均值分别为1．76、1．36、1．52mg／L，TN均值分别为17．9、13．5、14．3mg／L，TP均值分别为0．54、0．45、0．37mg／L。通过估算，投加0．01％一0．02％酶制剂进行污泥减量，其处置成本仍然高于传统的填埋，但污泥焚烧处置的推广，将为酶制剂污泥减量技术提供广阔的市场应用前景。

基于Salphen结构的Fe-N_(2)O_(2)@C材料用于声动力协同化学动力治疗肿瘤

目的 制备一种基于Salphen结构,具备高效仿过氧化物酶(peroxidase,POD)能力及声敏性的Fe-N_(2)O_(2)@C材料,用于声动力(SDT)协同化学动力(CDT)治疗肿瘤。方法 通过水热法合成Fe-N_(2)O_(2),通过掺入科琴黑碳基底制备FeN_(2)O_(2)@C,并表征该材料的形貌、结构、成分、仿酶产活性氧(ROS)能力及声敏性。通过体外实验探索Fe-N_(2)O_(2)@C实现SDT协同CDT杀伤4T1小鼠乳腺癌细胞的能力与机制。通过构建皮下4T1荷瘤小鼠模型探索Fe-N_(2)O_(2)@C联合超声辐照杀伤肿瘤的能力。结果 Fe-N_(2)O_(2)@C与Fe-N_(2)O_(2)均为形貌不规则纳米球,平均粒径分别为25.9 nm及36.2 nm;经XRD、FTIR及XPS分析证实Fe-N_(2)O_(2)及Fe-N_(2)O_(2)@C具备M-N_(2)O_(2)配位的Salphen共价有机框架结构,且科琴黑负载对该结构无明显影响。相较于Fe-N_(2)O_(2),Fe-N_(2)O_(2)@C具备高效的仿POD酶活性及声敏性,Km从19.32降低至5.82 mmol/L,vmax从2.51×10^(-8)提升至8.92×10^(-8) mol/(L·s)。Fe-N_(2)O_(2)@C协同超声辐照可实现细胞内大量产生ROS进而导致线粒体膜电位明显下降,从而诱导TEM可观测的线粒体损伤并导致细胞凋亡和死亡。体内实验表明Fe-N_(2)O_(2)@C协同超声辐照可以有效地抑制4T1皮下荷瘤鼠模型瘤体生长,且不具备明显的体内毒性。结论 本实验制备了一种基于Salphen结构的Fe-N_(2)O_(2)@C材料,该材料生物相容性好,可联合超声辐照实现SDT协同CDT杀伤肿瘤细胞,抑制肿瘤生长,在多模态肿瘤治疗中具有良好的应用前景。