有机小分子调控合成无机含硒纳米颗粒及体外抗肿瘤研究

发布时间：2020-11-21 12:48

　　 目的:研究表明无机硒离子具有明显的抗肿瘤作用,但因剂量不易控制,特别是高剂量时表现出较强的细胞毒性,因而限制其临床应用。本研究拟用有机小分子植酸(IH)作为形貌调控剂,制备一种新型的具有pH敏感性、低毒性并能可控释放硒离子的含硒无机纳米颗粒,从而为无机硒离子应用于临床提供实验依据和理论基础。方法:本文采用仿生合成的方法,利用有机小分子作为形貌控制剂,在常温和水热条件下实现了对含硒纳米颗粒生长过程的有效调控,从而成功制备出具有不同表面形貌和结晶度的无机含硒纳米颗粒。纳米颗粒制备方法具体如下:(1)常温扩散法:将水溶性钙盐,IH、亚硒酸钠依次溶于水中,调整pH至2.5左右。锡箔封口,刺若干小孔,置于盛有氨水的烧杯中,室温静置12小时后,离心收集粉末样品,用蒸馏水洗至中性;(2)水热合成法:将水溶性钙盐,IH、亚硒酸钠及尿素依次溶于水中,调整p H至2.5左右,转入水热反应釜中。120oC下反应3h。收集粉末样品,蒸馏水洗至中性。为研究IH含量对纳米颗粒生长的影响,两种方法均加入不同量的IH,依次为0,0.33%(v/v),1%(v/v),1.67%(v/v)。接着,采用SEM观察样品的形貌;采用XRD对样品的晶相结构进行表征;采用FTIR表征样品的化学组成;采用XPS对样品的元素组成进行表征;采用TG-DTA表征样品的热稳定性;设置pH=7.4和p H=5.8的两组磷酸盐缓冲液,对样品在不同p H下离子释放情况进行检测。此外,在培养基中分别加入亚硒酸钠和水热条件下制备的含硒纳米颗粒,与Eca109细胞共培养,运用CCK-8法检测细胞增殖情况,通过瑞氏染色观察细胞形态,并通过检测细胞周期,细胞凋亡,乳酸分泌等指标,来研究了不同纳米结构的无机含硒纳米颗粒对肿瘤细胞生长行为的影响。结果:(1)常温常压条件下,通过氨水扩散,溶液pH升高,成功得到了不同的粉末状样品。SEM电镜结果显示未添加IH时,产物为均匀薄片状。加入IH后,产物由薄片状逐渐转变为尺寸表面光滑的纳米微球;XRD结果结果显示产物均为Ca H_2O_4Se;FTIR结果显示产物中含有结晶水和SeO_3~2,且随着IH添加量的升高,还检测到PO_4~(3-);XPS分析显示产物含有Ca、Se、O、C、P元素,其中Se为+4价;TG-DTA分析显示,产物在高温下有分解。(2)水热条件下,通过尿素分解,溶液pH升高,成功得到了不同的粉末状样品。SEM电镜结果显示未加IH产物为薄片状,随着IH加入量的增加,产物由薄片状向光滑的纳米微球转变,进而转变为表面具有针状纳米结构的微球;XRD结果显示当IH添加量≤1%(v/v)时,产物均为CaH_2O_4Se,当IH添加量为1.67%(v/v),产物中出现羟基磷灰石(Ca_5(PO_4)_3(OH))。且随着IH添加量的增加,产物结晶程度降低,向无定形态转变;FTIR结果显示产物主要中含有结晶水和SeO_3~2,且随着IH添加量的升高,检测到PO_4~(3-);XPS结果显示产物中含有Ca、Se、O、C、P元素,其中Se为+4价;TG-DTA结果显示,产物在高温下发生分解失重。(3)将常温条件下和水热条件下制备的纳米颗粒,进行离子释放实验。结果表明,酸性条件下,硒离子释放明显快于中性条件下。在酸性条件下,未添加IH时,常温下制备的纳米薄片硒离子释放快于水热条件下制备的纳米薄片。添加IH后,能有效延缓硒离子的释放。(4)无机含硒纳米颗粒与肿瘤细胞共培养结果:(1)结果:CCK-8检测结果显示未添加IH的产物与肿瘤细胞共培养后,未见细胞增殖,与添加亚硒酸钠培养基中细胞增殖结果相似;当IH添加量为0.33%(v/v)时,产物与细胞共培养后,细胞未见明显增殖;当IH添加量为≥1%(v/v)时,产物与细胞共培养后,细胞数量均出现先增加后减少的趋势;(2)瑞氏染色结果显示肿瘤细胞膜皱缩,细胞浆结构混乱,胞核固缩,核膜不清晰;(3)细胞凋亡检测显示,高浓度组(S2)中死亡细胞占比21.28%,晚期凋亡占比19.22%,早期凋亡占比1.03%。低浓度组(S1)晚期凋亡细胞占比1.39%,control组晚期凋亡细胞占比0.06%。细胞周期检测结果,S1组、S2组、control组G2/G1分别是1.94,1.93,1.91,G1期、S期、G2期各部分所占比例几乎相同,实验组内比较,S1与S2结果大致相同。结论:1.常温和水热条件下,添加有机小分子IH均可调控无机纳米颗粒的形貌和结晶度,进而影响其降解速度以及离子释放速度;2.经IH调控生成的纳米颗粒具备pH敏感性,在酸性条件下的降解速度明显快于中性条件下。且可通过调整IH的浓度来可控制硒离子的释放;3.体外培养的细胞在生长增殖过程中可产生大量的酸性物质,这些酸可加速无机含硒纳米颗粒的降解;4.含硒纳米颗粒与肿瘤细胞共培养结果表明,通过调节IH的添加量,可调控产物在体外降解,控制无机硒离子的产生,从而对肿瘤细胞生长产生抑制作用,同时降低无机硒离子的毒性;5.无机硒离子可有效抑制肿瘤细胞的增殖,但具体作用机理还需进一步研究;
【学位单位】：川北医学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R914;R96
【文章目录】：
摘要
abstract
前言
第一部分 无机含硒纳米颗粒的制备及表征
    实验材料与方法
    结果
    讨论
    结论
第二部分 无机含硒纳米颗粒抗肿瘤性能的体外评价
    实验材料与方法
    结果
    讨论
    结论
全文结论
参考文献
综述：硒及其化合物抗肿瘤研究进展
    参考文献
附录
个人简历
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 欧阳健明;单分子膜诱导生物矿物晶体生长中的晶格匹配和电荷匹配[J];化学进展;2005年05期

2 李柱来,林媚,王津,柯晓燕,赵传春;硒化壳聚糖的制备及其表征[J];海峡药学;2005年03期

3 高学云,张劲松,张立德;纳米红色元素硒的急性毒性和生物利用性[J];卫生研究;2000年01期

本文编号：2893023