两种功能纳米材料在福美双农药检测和乳腺癌细胞治疗中的应用研究

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我国从事农业生产的人口众多,在现代农业生产实践过程中,农药的使用必不可少。然而,随着农药的大量使用,实际生产过程中农药残留问题日益突出,造成严重的环境污染,甚至引发各种疾病,进而对人类生存的生态环境和生命健康造成损害。功能纳米材料(Functional Nanomaterials,FNM)具有独特的光学、电学、磁学等性质,在农药残留检测、抗肿瘤、抗菌、抗病毒等领域受到研究者的关注,已经成为当前研究的热点之一。本论文在合成金纳米粒子(Au NPs)、介孔铁锰酸纳米粒子(m Mn Fe2O4 NPs)功能纳米材料的基础上,建立了基于Au NPs的农药残留检测新方法和基于m Mn Fe2O4 NPs的乳腺癌细胞治疗新技术,具体研究内容如下:1.以二水合柠檬酸三钠、盐酸羟胺和4-氨基苯硫酚(4-Aminothiophenol,4-ABT)为原料,采用两步晶种介导法合成Au NPs及4-ABT修饰的Au NPs(Au NPs@4-ABT)。透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)结果表明,Au NPs平均粒径为63 nm。基于加入Ag+和福美双前后Au NPs的紫外-可见吸收光谱(Ultraviolet and Visible Spectrophotometry,UV-Vis)强度变化,建立了一种快速、灵敏的福美双检测新方法。该方法在15 min之内就可完成福美双的检测,线性范围为0.05-2.0μM,检出限为0.04μM。并通过加标回收试验实现了苹果及土壤等样品中福美双的检测。结果表明,本文提出的方法相对简单,有望用于福美双的快速现场检测。2.以无水乙酸钠、乙二醇、四水合氯化锰、六水合氯化铁为原料,通过一锅法合成了m Mn Fe2O4 NPs,将青蒿素(Artemisinin,ART)装载在m Mn Fe2O4 NPs的孔隙中,通过超声的方法将人乳腺癌细胞(Human Breast Cancer Cells,MCF-7)膜作为外壳包覆m Mn Fe2O4@ART,形成细胞膜包覆的仿生纳米载药系统m Mn Fe2O4@ART-MCF-7。采用高分辨透射电子显微镜(High Resolution Transmission Electron Microscope,HRTEM)和动态光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)等手段对其进行了表征。结果表明m Mn Fe2O4@ART-MCF-7的平均粒径为234.9 nm,在水、PBS和细胞培养液中均匀单分散。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳试验(Polyacrylamide Gel Electrophoresis,PAGE)和蛋白质免疫印迹试验(Western Blot,WB)验证MCF-7细胞膜的特征蛋白,发现m Mn Fe2O4@ART-MCF-7和MCF-7细胞膜具有相似的蛋白质谱,保留了用于特异性识别的粘附分子。溶血试验表明所合成的m Mn Fe2O4 NPs、m Mn Fe2O4@ART-MCF-7有良好的生物相容性。通过MTT试验对其抗肿瘤效果进行评估,发现m Mn Fe2O4@ART-MCF-7相较于m Mn Fe2O4 NPs和ART有更高的细胞毒性。在此基础上,通过MTT试验和激光共聚焦扫描显微镜(Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM)试验评估其对MCF-7细胞的靶向作用,发现m Mn Fe2O4@ART-MCF-7有良好的细胞靶向性。该研究结果对于发展新型靶向抗癌药物具有一定的参考价值。
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