氧化石墨烯衍生物用作抗肿瘤药物或pDNA的载体

摘要

石墨烯是sp2杂化碳原子形成的单原子层二维原子晶体，厚度为0.35 nm。石墨烯仅含碳原子，不溶于水，经氧化可制得氧化石墨烯(GO)。GO含大量羟基和羧基等含氧基团，水溶性好，但因静电屏蔽效应和非特异性蛋白吸附致使其生理环境中稳定性差，易聚集沉淀，故用作给药载体需对GO进行修饰。GO经表面修饰可提高生物相容性和稳定性;靶向配体修饰可增强主动靶向性，提高细胞摄取效率。壳聚糖季铵盐(TMC)水溶性好，荷正电，可经静电作用结合荷负电的GO。
　　本文共价连接靶向配体叶酸(FA)至TMC制得FA修饰的TMC(FTMC);由FTMC非共价修饰GO制得GO-FTMC，分别包载难溶性抗肿瘤药物阿霉素(DOX)和质粒DNA(pDNA);考察其细胞毒性和细胞摄取。石墨经氧化及超声剥离制得GO粗产物，离心去除未氧化完全及未剥离完全的大片段GO后制得分散性好的GO悬浮液。原子力显微镜(AFM)观察表明GO厚度为0.838 nm;动态光散射(DLS)测定结果表明GO的粒径和Zeta电势分别为87.7 nm和-32.9 mV，粒径均一。FA经酰胺反应共价连接至TMC制得FTMC;核磁共振氢谱(1H NMR)表明FTMC图谱中7.14、7.76和8.82 ppm处出现FA特征峰，表明FA已连接至TMC。FTMC与GO经水浴超声形成GO-FTMC，厚度为3.038 nm，粒径和Zeta电势分别为112.0 nm和30.9 mV。GO-FTMC经π-π、疏水和氢键相互作用包载DOX制得GO-FTMC-DOX纳米复合物，粒径和Zeta电势分别为116.1 nm和27.0 mV; GO-FTMC对DOX的载药量为30.9％，包封率为44.7％。体外释药结果表明pH7.4时，DOX的释放为先突释后缓释，24 h累计释放量为33.3％。调节GO与FTMC的质量比，包载pDNA，制得8种GO-FTMC-pDNA纳米复合物。DLS测定结果表明FTMC与GO的质量比从9∶5增至14∶5时，纳米复合物的粒径为120-150nm，Zeta电势由19 mV增至24 mV。凝胶阻滞结果表明8种GO-FTMC-pDNA纳米复合物均可有效缩合pDNA，阻滞pDNA的电泳。水溶性四唑盐(WST-8)法考察GO-FTMC的细胞毒性;结果表明48 h内，0.01-80μg/mL GO-FTMC不影响A549和Hela细胞的增殖。以罗丹明B（RhB）标记GO-FTMC，考察A549和Hela细胞对GO-FTMC的摄取;共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察结果表明与FA受体低表达的A549细胞相比，FA受体高表达的Hela细胞对GO-FTMC的摄取量较高，表明GO-FTMC可经配体-受体特异性相互作用主动靶向入胞。

目录

声明

摘要

缩写

前言

1 材料和仪器

1．1 材料和试剂

1．2 仪器

1．3 细胞株

2 实验方法

2．1 壳聚糖季铵盐修饰氧化石墨烯

2．1．1 GO悬浮液的制备

2．1．2 壳聚糖季铵盐的合成

2．1．3 叶酸修饰壳聚糖季铵盐的合成

2．1．4 GO-FTMC的制备

2．2 DOX载药

2．3 表征

2．3．1 1H NMR

2．3．2 Raman

2．3．3 FTIR

2．3．4 AFM

2．3．5 粒径和Zeta电势

2．4 载药量测定

2．4．1 DOX标准曲线的制各

2．4．2 载药量测定

2．5 DOX体外释放

2．6 pDNA包载

2．6．1 载pDNA的GO-FTMC纳米复合物的制备

2．6．2 粒径和Zeta电势

2．6．3 凝胶阻滞

2．7 细胞毒性

2．8 细胞摄取

2．8．1 RhB标记GO-FTMC

2．8．2 细胞摄取

3 结果与讨论

3．1 GO-FTMC的制备

3．2 DOX载药

3．3 表征

3．3．1 1H NMR

3．3．2 Raman

3．3．3 FTIR

3．3．4 AFM

3．3．5 粒径与Zeta电势

3．4 载药量测定

3．4．1 DOX的标准曲线

3．4．2 载药量测定

3．5 DOX释放

3．6 pDNA包载

3．6．1 GO-FTMC-pDNA纳米复合物的制备

3．6．2 粒径和Zeta电势

3．6．3 凝胶阻滞

3．7 细胞毒性

3．8 细胞摄取

总结和展望

参考文献

致谢

个人简历

石墨烯衍生物用于药物递送