一维磁性纳米载体的制备及其细胞毒性研讨.pdf

摘要 113371 Y2 摘要 随着纳米技术的高速发展，纳米材料在生物医学领域获得了广泛的应用。由 于纳米材料的尺寸与DNA、蛋白质等其它生物大分子以及病毒的尺寸相当，纳 米材料的生物效应可能涉及到当f；{『尚未完全认知的生物与环境相互作用的机制。 深入系统地研究纳米材料与生物体系的相互作用，一方面不仅可以大大促进纳米 技术在生物医学领域的发展，同时也可以为全面了解纳米材料对人类生存环境和 健康的影响提供理论基础，以便其更好地为人类服务。纳米材料的生物效应受粒 径、形貌、表面电荷、组成成分以及所选细胞和动物模型种类影响。本论文主要 围绕具有较大长径比的一维磁性纳米材料开展，包括一维磁性纳米材料的制备及 其细胞毒性，并探讨了其作为药物载体的可行性。采用模板电化学沉积法制备了 ．凝胶法和原位聚合法分别制备出了以介孔二氧化硅和导电高分子聚苯胺 线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等手段对其进行了表征；细胞实验 检查线粒体代谢活性、细胞膜完整性、细胞内活性氧含量和细胞凋亡等研究了几 种纳米材料的细胞毒性，并初步将其应用于生物载药方面。主要研究内容包括以 下几个方面： 1．在自制的阳极氧化铝(AAO)模板中采用交流电化学沉积的方法制备出 有良好的线型结构，表面光滑，直径均匀(~40nm)，具有非常大的长径比 (10~100)，结晶性较好；VSM表征结果显示三种纳米线均具有明显的铁磁性。 酶(LDH)法比较了三种组成成分的磁性金属纳米线的细胞毒性，结果显示三种 纳米线的细胞毒性均呈浓度依赖性，且在相同质量浓度和相同作用时间下，细胞 毒性强弱顺序为：Co纳米线Ni纳米线Fe纳米线。相比之下，Fe纳米线具 有较好的生物相容性，当浓度高达200¨∥mL时细胞存活率仍在90％以上，是一 摘要 类非常有应用前景的纳米生物材料。 2．选取人宫颈癌细胞(HeLa)详细研究了Fe纳米线的细胞毒性和细胞摄取。 h后对细胞活力等无显著 MTT实验结果表明，Fe纳米线和HeLa细胞共培养72 影响，具有良好的生物相容性。通过光学显微镜、激光共聚焦显微镜、活细胞工 作站和透射电镜等观察了Fe纳米线的细胞摄取，结果显示细胞摄取的Fe纳米线 主要出现在细胞浆内，而内质网、线粒体及细胞核等细胞器内未发现Fe纳米线。 基于实验结果，我们推测纳米线进入细胞的途径可能与其长度有关，并提出了一 个模型：对于较大尺寸的Fe纳米线可能直接穿过细胞膜进入细胞，而尺寸较小 的纳米线则可能以受体介导的内吞方式进入细胞。 3．在电沉积Fe纳米线的表面通过溶胶．凝胶法沉积介孔二氧化硅成功制备 了以Fe纳米线为核、介孔二氧化硅为壳层的磁性介孔材料(Fe@mSi02纳米线)。 核／壳结构，其长度在l~2“m，直径约120胁，其中介孔二氧化硅层厚度约40啪。 氮气吸／脱附分析显示Fe@mSi02纳米线的比表面积为329．4lm2儋，这表明介孔 二氧化硅层在Fe纳米线表面的成功包覆极大地提高了其比表面积，从而为药物 的负载提供了很好的场所。对抗肿瘤药物阿霉素(DOX)的体外负载和释放实 验研究发现Fe@mSi02纳米线具有较高的载药量，载药量接近4％，载药率达 72％。此外，我们还选取MDA．MB．23l细胞通过MTT法和LDH法初步评价了 Fe@mSi02纳米线的细胞毒性，MTT法结果显示该纳米线的毒性具有浓度依赖 h后，其存活率随纳米线 性，MDA．MB．23l细胞在同Fe@mSi02纳米线作用48 浓度的增加略呈降低趋势，当纳米线浓度高达250 p∥mL时，细胞存活率仍在 70％左右；LDH法显示Fe@mSi02纳米线的加入对细胞膜基本无破坏作用。 4．采用原位聚合的方法在电沉积制备的Fe纳米线表面进行苯胺单体的原位 聚合成功制备了以Fe纳米线为核，聚苯胺为壳层的纳米线(Fe@PANl纳米线)。 证实了PANI在Fe纳米