靶向纳米钻石-甲氨蝶呤药物体系制备及与MCF-7细胞作用

以羧基化纳米钻石(ND-COOH)为基体,通过共价键合方法将聚乙二醇二胺(H2N-PEG-NH2)、叶酸(FA)和缩水甘油(GLY)偶联于ND-COOH表面,赋予纳米钻石载体较好的水溶分散性和靶向性,借助氢键和范德华力等作用力负载甲氨蝶呤(MTX),得到靶向纳米钻石-聚乙二醇二胺-叶酸/缩水甘油/甲氨蝶呤(ND-PEG-FA/GLY/MTX NPF/G/M)纳米药物体系.采用透射电子显微镜、 X射线能量色散谱、粒径及电位测试证实已制备NPF/G/M.体外释药发现NPF/G/M在肿瘤环境(pH=5.5)中的药物释放量为正常生理环境(pH=7.4)中的3倍,表明其具有良好的药物输送特性.此外,利用流式细胞术和MTT毒性测试探究了MCF-7细胞摄取NPF/G/M的机制及动力学特性和细胞毒性,结果表明NPF/G/M以依赖能量、温度、网格蛋白、小窝蛋白和叶酸受体介导的机制进入细胞,从而将药物缓慢释放于细胞内,进而诱导细胞凋亡.研究结果表明, NPF/G/M可作为一种良好的药物输送体系,为其应用于乳腺癌的临床治疗提供理论参考.

溶菌酶响应纳米钻石载药体系制备及其与HepG2细胞作用

通过缩水甘油(GLY)与阿霉素(DOX)发生开环反应,赋予阿霉素活性羟基基团,以氨基己酸(ACA)为桥梁,通过共价键合方法将缩水甘油化阿霉素(GLY-DOX,GDOX)偶联于氨基己酸化纳米钻石(ND-ACA)载体上,获得具有溶菌酶响应特性的ND-ACA-GLY-DOX(NAGD)药物输送体系。采用荧光光谱法测定了ND表面偶联ACA和DOX的量分别为(185±10.0)μg/mg和(115±5.2)μg/mg。体外释药发现NAGD在生理环境(pH=7.4)中药物释放量很低,而在肿瘤细胞溶酶体环境中(溶菌酶存在下),酯键水解断裂,大量释放DOX。以肝癌细胞HepG2为模型,采用细胞形态测试法表明NAGD可有效杀死肿瘤细胞。上述研究结果表明,NAGD可作为一种良好的药物输送体系,并为共价偶联药物开拓新思维。

转铁蛋白偶联荧光纳米钻石靶向体系的制备及HeLa细胞吸收机制研究

以荧光纳米钻石(FND)作为药物载体和探针,转铁蛋白(Tf)作为靶向配体,聚赖氨酸(PL)做桥梁,制备了荧光纳米钻石-聚赖氨酸-转铁蛋白(FND-PL-Tf)靶向纳米颗粒;以人宫颈癌细胞(HeLa cells)为体外模型,研究靶向纳米颗粒与细胞的作用,探讨细胞摄取纳米颗粒的转运机制,为纳米颗粒靶向输送药物和肿瘤检测提供有价值的理论依据。结果表明细胞摄取FND-PL-Tf纳米颗粒的数量与颗粒浓度、时间及纳米颗粒表面偶联转铁蛋白量有关;由物理吸附或共价偶联Tf获得的FND-PL-Tf纳米颗粒均为网格蛋白决定、转铁蛋白受体介导机制进入细胞。这些研究表明FND-PL-Tf纳米颗粒具有潜在的靶向输送药物和肿瘤靶向检测功能。

荧光纳米钻石与转铁蛋白的相互作用及其在细胞内的成像应用

通过电导返滴定法测定经强酸氧化后的荧光纳米钻石(FND,约140 nm)表面羧基含量为126μmol/g,占表面原子数的29.7%.对FND物理吸附人转铁蛋白(hTf)进行了研究,其吸附行为符合Langmuir等温吸附,在PBS(pH 7.4)中最大吸附量为(176.46±2.13)μg/mg,同时研究了pH对FND吸附hTf的影响,发现在pH等于hTf的等电点附近有最大吸附.利用激光共聚焦和流式细胞仪对FND和FND-hTf内吞到人肝癌细胞(HepG2)的差异进行了定性和定量分析,结果得到FND-hTf比FND容易内吞到细胞中,利于胞内成像.

碳纳米材料在生物医学领域的应用现状及展望

随着纳米技术的飞速发展,纳米材料已成为一种新型材料。纳米材料具有独特的物理化学性质,如小尺寸效应、巨大比表面积、极高的反应活性、量子效应等,这些特性使纳米科学成为当今世界三大支柱科学之一。碳纳米材料是纳米材料领域重要的组成部分,主要包括碳纳米管、富勒烯、石墨烯、纳米钻石及其衍生物等。由于其独特的理化特性,它们在生物医学领域具有广泛的应用前景。另外,随着碳纳米材料的产业化,各种形式的碳纳米材料将以不同途径进入人们的生活,纳米材料的生物安全性问题正受到世界各国科学家的广泛关注。本文综述了这四类碳纳米材料在组织工程、药物/基因载体、生物成像、肿瘤治疗、抗病毒/抗菌、生物传感等生物医学领域的应用现状以及存在的生物安全问题,最后,讨论了该领域未来的研究内容和方向以及亟待研究的重要问题。