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目的将二茂铁甲酸(C11H10FeO2)表面修饰上聚乙二醇(mPEG)制备得到含铁高分子纳米材料——聚乙二醇—二茂铁纳米粒子(mPEG-Fc NPS),研究该纳米粒子在乳腺癌肿瘤细胞内的摄入能力;同时研究在X射线照射下,mPEG-Fc NPS作为放射增敏剂对乳腺癌细胞(4T1细胞)的功效。方法1.采用透射电镜显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱分析仪、动态光散射(DLS)仪、核磁共振光谱(MNR)仪、MALDI-TOF等对mPEG-Fc NPS进行表征。2.用于纳米尺度的“增强的渗透性和滞留效应(EPR)[1-2]”的原理,使用不同含浓度的mPEG-Fc NPS的培养基孵育4T1细胞24 h,利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)的方法检测细胞对不同浓度的mPEG-Fe NPS摄入能力。3.CCK-8比色试验甄选出细胞相容性较好的mPEG-Fc NPS工作浓度,即为安全的生物浓度;利用细胞克隆形成试验以及CCK-8实验研究mPEG-Fc NPS对乳腺癌细胞(4T1细胞)放射增敏的能力;利用live-dead实验和检测细胞自由基(ROS)验证其增敏效应。结果1.TEM显示:mPEG-Fc NPS分散性良好,尺径约为100nm,主要分布在80-120nm内;暴露在X射线后,其分散性和尺寸仍保持良好。2.CCK-8比色试验结果显示:当mPEG-Fc NPS浓度为0.80 mmol/L时,其细胞相对增殖率为65.88%具有比较明显的细胞毒性,随着mPEG-Fc NPS浓度的降低,4T1细胞相对增殖率就逐渐地升高,至0.60 mmol/L时细胞相对增殖率为84.62%,mPEG-Fc NPS对4T1细胞的增殖影响较小,细胞相容性较好。3.ICP-OES检测结果显示:随时间的延长细胞摄入mPEG-Fc NPS的数量也逐渐增多,相同浓度情况下,与对照组(单纯二茂铁甲酸)相比,mPEG-Fc NPS的铁进入细胞的数量明显增多。4.CCK-8比色试验示:在4 Gy剂量X射线照射时,mPEG-Fc NPS有较明显的降低细胞相对增殖率的能力,表现出辐射增敏的作用。在1、2 Gy剂量照射时,也有细胞增殖率下降趋势,但不明显。同时,4 Gy剂量X射线照射下,mPEG-Fc NPS的浓度分别为0.1、0.2、0.6 mmol/L时也有细胞增殖率下降趋势。5.克隆实验结果显示:0.60 mmol/L的mPEG-Fc NPS在4 Gy剂量X射线照射时,细胞克隆形成率实验组较对照组有明显差异。6.DCF(双氯荧光黄)检测(2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate(DCFH-DA)assay)结果显示:在4 Gy剂量的X射线辐射曝光后,Fc-COOH和mPEG-Fc NPS均可以诱导细胞内ROS水平的升高,但是mPEG-Fc NPS诱导细胞内ROS有更明显升高。7.live-dead检测显示:0.6 mmol/L浓度时,mPEG-Fc NPS在4 Gy剂量X射线辐射暴露之前,几乎没有任何细胞毒性试验,同样条件,在暴露射线后,加强4T1细胞对放射的敏感性。结论1.mPEG-Fc NPS具有良好的分散性、均一性及稳定性。2.mPEG-Fc NPS增加了细胞对Fe的摄入能力。3.mPEG-Fc NPS表现出优越的放射增敏作用,而且实验结果表明,mPEG-Fc NPS的增敏作用与X线照射剂量和mPEG-Fc NPS自身浓度有明显正相关性。