石墨烯纳米载药体系的制备和抗肿瘤效应研究

石墨烯(Graphene,GR)是以sp2形式杂化的碳原子组成的二维原子晶体

,具

有大的表面积,良好的生物相容性,易溶解性,高载药能力,易于细胞膜渗透的能力等特性。近年来由于癌症患者呈逐年升高的趋势疗癌症过程中产生强大的副作用

,亟待解决放、化疗药物在治

,为此本文以石墨烯作为载体,制备了纳米氧化

石墨烯(NGO),用聚乙二醇(PEG)和聚乙烯亚胺(bPEI)修饰的纳米氧化石墨烯负载抗癌药物顺铂(CDDP),探讨了纳米药物载体的细胞靶向作用和抗肿瘤效应研究方案如下:(1)运用化学氧化还原法制备出了氧化石墨烯剥离得到了单层的纳米级氧化石墨烯

,具体

(GO),经超声破碎、

(NGO),NGO扫描电镜(SEM)表征的实验观察

到超声10 h的氧化石墨烯的纳米片层,大小均匀。

通过聚乙二醇(PEG)修饰NGO得到具有优良的水溶性和生物相容性功能化的纳米氧化石墨烯,使其通过共价键负载抗癌药物顺铂

(CDDP)。NGO-PEG-CDDP的紫

外可见光谱(UV-Vis)以及傅里叶红外光谱(FTIR)表征的结果进一步表明顺铂(CDDP)已成功负载在氧化石墨烯纳米片上。

通过计算NGO-PEG对CDDP的负载率,测得42.4%CDDP和NGO-PEG结合。(2)在一定条件下将分支状聚乙烯亚胺

(bPEI)接枝到氧化石墨烯纳米复合物上

,形成

NGO-PEG-bPEI-CDDP,通过UV-Vis和FTIR表征发现成功制备了

NGO-PEG-bPEI-CDDP纳米载药体系,测得NGO-PEG-bPEI对CDDP的载药率为34.6%。

(3)采用低温乙醇法对不同的肿瘤患者血清中的抗体进行分离、提取检测分离、提取的肿瘤特异性抗体具有较高的特异性。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)的结果表明NGO-PEG-bPEI-CDDP纳米载药体系对提取的肿瘤抗体蛋白有强烈的吸附作用,得到NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系。

,ELISA

(4)MTT靶向实验、酶联免疫吸附实验(ELISA)和免疫荧光标记实验检测所制备的NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系对肿瘤细胞的靶向作用

,具体

如下:(1)MTT靶向实验和酶联免疫吸附实验(ELISA)检测结果表明:结合了抗体的NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系表现出了对人口腔鳞癌细胞和人鼻咽癌细胞(CNE-1)的靶向作用,且对于CNE-1细胞的靶向作用要强于对细胞,其中,连接鼻咽癌血清中提取的特异性抗体的

NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系对于KB细胞和CNE-1细胞的靶向作用最强,连接舌癌血清中提取的特异性抗体的

NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳

(KB)KB

米载药体系靶向作用次之,连接下咽癌血清中提取的特异性抗体的

NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系靶向作用最弱。(2)免疫荧光标记实验观察到NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系可以在KB细胞和CNE-1细胞的细胞膜表面富集,呈现绿色荧光,而对BV-2细胞没有靶向作用,细胞膜表面没有绿色荧光。

且NGO-PEG-bPEI-CDDP纳米载药体系对CNE-1细胞的靶向作用要强于对

KB

细胞的靶向作用,实验进一步证实NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系对肿瘤细胞有靶向性,对正常的细胞没有靶向性。

(5)NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系对肿瘤细胞的杀伤效果的研究:(1)NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系在相同剂量浓度、相同作用时间的情况下,对KB、CNE-1细胞的杀伤效果比NGO-PEG-CDDP、NGO-PEG-bPEI-CDDP的杀伤效果要好,细胞的半数致死量更低。

这是由于连接肿瘤特异性抗体以后

,使得NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳

,杀伤时间更短、效果

米载药体系可以直接与肿瘤细胞表面分泌的抗原多肽结合

更好。(2)NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系作为抗癌药物CDDP的载

体,可以有效负载CDDP,NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系对癌细胞具有多重的杀伤效果,既可以降低CDDP的使用剂量,也可以增强对癌细胞的杀伤效果。

在相同剂量浓度、相同作用时间的情况下,NGO-PEG-bPEI-CDDP-Antibody纳米载药体系对KB、CNE-1细胞的杀伤效果比单纯的

NGO、CDDP的杀伤效果要好。

这是由于经过PEG、bPEI的修饰会增大CDDP的杀伤效果,NGO本身的毒性也增加了载药体系的抗肿瘤效应。