磁靶向纳米Fe304-Ti02复合物的制备及其光催化杀伤肝癌细胞效应的研究

摘要

目的：制备光催化活性优良和具有可见光响应能力的磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物，探讨其在外磁场作用下对肝癌细胞系HepG2细胞的光催化杀伤效应，并初步阐明其作用机理。
　　 方法：采用三种低温溶胶-凝胶法制备具有不同Fe3O4掺杂量的纳米Fe3O4-TiO2复合物，通过XRD、TEM、FTIR、UV-Vis、FS及磁性分析等对其进行多方面表征，并筛选出包覆均匀、分散性好、磁性能优异及光催化活性较高的纳米Fe3O4-TiO2复合物并将其应用于生物学效应研究；以肝癌细胞系HepG2为研究对象，进行光激发磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物杀伤HepG2细胞试验，采用MTT法检测癌细胞的存活率，通过倒置相差显微镜观察纳米Fe3O4-TiO2光催化对HepG2细胞形态的影响，考察不同光源、光照时间、磁场强度及纳米Fe3O4-TiO2浓度等因素对HepG2细胞光杀伤效应的影响；通过流式细胞术(FCM)检测外磁场作用下紫外光及可见光激发纳米Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞周期、细胞凋亡率及线粒体膜电位的影响，并探讨纳米Fe3O4-TiO2复合物与HepG2细胞的作用方式。
　　 结果：本文成功制备纳米Fe3O4-TiO2复合物，表征结果显示：复合物中的纳米TiO2为锐钛矿晶型，掺杂的Fe3O4进入纳米TiO2晶格中，但并未改变其晶型，仅使其晶胞参数略有减小；采用方法三制备的5％Fe3O4-TiO2复合物具备壳-核结构，在混悬液中分散性较好，平均粒径约为50nm，具有较强的光催化活性和良好的磁响应性，同时将纳米TiO2的光响应范围拓宽至444nm。光激发5％Fe3O4-TiO2复合物杀伤HepG2细胞实验结果显示：单纯紫外光对HepG2细胞的杀伤效应明显高于可见光；外磁场作用下，紫外光和可见光激发Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞的杀伤效应差异不大，且均强于纳米TiO2；当光照时间为30min、纳米Fe3O4-TiO2浓度为300μg·mL-1、磁场强度为1.0T时，光激发Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞具有较强的杀伤效应，且其杀伤效应以细胞坏死和细胞凋亡两种形式表现。FCM检测结果显示：外磁场作用下紫外光和可见光激发纳米Fe3O4-TiO2均使HepG2细胞周期阻滞于G0/G1期，线粒体膜电位显著降低，且其作用程度明显强于纳米TiO2;外磁场作用下纳米Fe3O4-TiO2较TiO2粒子更多地进入到HepG2细胞内。
　　 结论：在纳米TiO2中掺杂磁性Fe3O4内核，制备具有磁靶向功能的纳米Fe3O4-TiO2复合物，提高纳米TiO2杀伤癌细胞的效率和选择性，并拓宽纳米TiO2的光响应范围，使其在可见光照射下即可杀伤癌细胞，避免紫外光照射对细胞的损伤；在外磁场作用下，纳米Fe3O4-TiO2复合物能够进入癌细胞内，直接或通过光激发产生的活性氧组分间接损伤细胞内的DNA、RNA和线粒体等成分，阻滞细胞周期、降低线粒体膜电位，从而诱导HepG2细胞凋亡。

目录

声明

摘要

前言

第一章 磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物的制备及表征

1.1 引言

1.2 实验部分

1.3 结果与讨论

1.4 结论

第二章 磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物对肝癌细胞的光催化杀伤效应

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 结论

第三章 磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物光催化杀伤肝癌细胞的机理研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 结论

参考文献

第四章 综述

缩略语

个人简介

致谢