论文部分内容阅读
芒柄花素(formononetin,FMN)是一种良好的抗肿瘤药物,可防治乳腺癌、结肠癌和前列腺癌等恶性肿瘤。然而,和大多数抗肿瘤药物一样,FMN因水溶性极差而导致生物利用度低。因此,需要寻找合适的载药系统来提高FMN的生物利用度,并降低毒副作用。碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)具有特殊的结构特征,可以通过π-π键与含有π电子的FMN结合,并携带该药物穿过细胞膜进入细胞或组织来发挥药效。但是,CNTs本身具有高度疏水的表面,粒径大,且在范德华力与π-π作用下易发生团聚而造成低分散度。所以,本课题选用了已经羧基化的单壁碳纳米管和多壁碳纳米管(carboxylic groupfunctionalized single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes,SWCNTs-COOH and MWCNTs-COOH)以及用水溶性好的羟丙基-β-环糊精(hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HP-β-CD)共价修饰SWCNTs-COOH和MWCNTs-COOH来装载FMN。具体研究内容如下:1)SWCNTs-COOH和MWCNTs-COOH通过π-π键非共价结合FMN得到FMN-SWCNTs-COOH和FMN-MWCNTs-COOH复合物,并应用高效液相色谱(High performance liquid chromatography,HPLC)法测定FMN的含量,计算包封率与载药量。另外通过傅里叶红外光谱(Fourier-transform infrared spectrometry,FTIR),激光粒径电位分析仪,X射线衍射光谱(x-ray diffractometry,XRD)、差示热量扫描仪(differential scanning calorimetry,DSC)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)来表征所得到的复合物,并探讨其释药特性。同时以SWCNTs-COOH为模型考察其对FMN的吸附能力。结果表明FMN在0.12~24.00μg/ml浓度范围与峰面积呈良好的线性关系,精密度与回收率结果均符合方法学要求。SWCNTs-COOH对FMN的包封率和载药量分别为(65.66±2.29)%和(25.25±3.48)%,MWCNTs-COOH对FMN的包封率和载药量分别为(28.77±0.15)%和(12.05±0.20)%。表征结果也证明了FMN已成功装载到SWCNTs-COOH和MWCNTsCOOH上。吸附曲线显示SWCNTs-COOH对FMN的吸附符合准二级吸附动力学,且在150 min左右吸附基本达到平衡。释放结果表明FMNSWCNTs-COOH和FMN-MWCNTs-COOH具有缓释作用,在pH 7.4环境下的累积释放度远高于pH 5.3.2)通过HP-β-CD表面功能化修饰SWCNTs-COOH和MWCNTsCOOH得到HP-β-CD-SWCNTs和HP-β-CD-MWCNTs复合物。利用FTIR证明这两种复合物的成功合成后,将HP-β-CD-SWCNTs和HP-β-CD-MWCNTs非共价结合FMN得到HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN,并通过激光粒径电位分析仪,XRD和SEM对其表征。同时考察了HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTsFMN的释药特性。结果表明HP-β-CD-SWCNTs对FMN的包封率和载药量分别为(88.66±3.13)%和(8.43±1.11)%,HP-β-CD-MWCNTs对FMN的包封率和载药量分别为(50.60±1.92)%和(7.20±0.98)%。释放结果表明HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN皆具有pH依赖。3)利用WST-1法检测FMN、FMN-MWCNTs-COOH、HP-β-CDSWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN的体外抗肿瘤活性,AO/EB染色实验验证它们是否引起细胞凋亡及凋亡细胞的形态,活性氧检测和线粒体膜电位的检测来检测细胞发生凋亡的比例。结果表明HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN相比FMN和FMNMWCNTs-COOH对特定的肿瘤细胞更具有抑制作用。AO/EB染色结果表明FMN,FMN-MWCNTs-COOH,HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN均可诱导Hela细胞发生凋亡,并可以通过ROS介导线粒体机能失调途径诱导Hela细胞凋亡。以上的结果表明了环糊精功能化的碳纳米管是一种良好的缓释性载药系统,并且相较于未修饰的碳纳米管,其水分散性提高,抗肿瘤活性提高,这说明环糊精功能化的碳纳米管是一种很有前景的载药材料。