【摘要】：芒柄花素(formononetin,FMN)是一種良好的抗腫瘤藥物,可防治乳腺癌、結(jié)腸癌和前列腺癌等惡性腫瘤。然而,和大多數(shù)抗腫瘤藥物一樣,FMN因水溶性極差而導(dǎo)致生物利用度低。因此,需要尋找合適的載藥系統(tǒng)來提高FMN的生物利用度,并降低毒副作用。碳納米管(carbon nanotubes,CNTs)具有特殊的結(jié)構(gòu)特征,可以通過π-π鍵與含有π電子的FMN結(jié)合,并攜帶該藥物穿過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞或組織來發(fā)揮藥效。但是,CNTs本身具有高度疏水的表面,粒徑大,且在范德華力與π-π作用下易發(fā)生團(tuán)聚而造成低分散度。所以,本課題選用了已經(jīng)羧基化的單壁碳納米管和多壁碳納米管(carboxylic groupfunctionalized single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes,SWCNTs-COOH and MWCNTs-COOH)以及用水溶性好的羥丙基-β-環(huán)糊精(hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HP-β-CD)共價(jià)修飾SWCNTs-COOH和MWCNTs-COOH來裝載FMN。具體研究內(nèi)容如下:1)SWCNTs-COOH和MWCNTs-COOH通過π-π鍵非共價(jià)結(jié)合FMN得到FMN-SWCNTs-COOH和FMN-MWCNTs-COOH復(fù)合物,并應(yīng)用高效液相色譜(High performance liquid chromatography,HPLC)法測定FMN的含量,計(jì)算包封率與載藥量。另外通過傅里葉紅外光譜(Fourier-transform infrared spectrometry,FTIR),激光粒徑電位分析儀,X射線衍射光譜(x-ray diffractometry,XRD)、差示熱量掃描儀(differential scanning calorimetry,DSC)和掃描電鏡(scanning electron microscopy,SEM)來表征所得到的復(fù)合物,并探討其釋藥特性。同時(shí)以SWCNTs-COOH為模型考察其對FMN的吸附能力。結(jié)果表明FMN在0.12~24.00μg/ml濃度范圍與峰面積呈良好的線性關(guān)系,精密度與回收率結(jié)果均符合方法學(xué)要求。SWCNTs-COOH對FMN的包封率和載藥量分別為(65.66±2.29)%和(25.25±3.48)%,MWCNTs-COOH對FMN的包封率和載藥量分別為(28.77±0.15)%和(12.05±0.20)%。表征結(jié)果也證明了FMN已成功裝載到SWCNTs-COOH和MWCNTsCOOH上。吸附曲線顯示SWCNTs-COOH對FMN的吸附符合準(zhǔn)二級吸附動(dòng)力學(xué),且在150 min左右吸附基本達(dá)到平衡。釋放結(jié)果表明FMNSWCNTs-COOH和FMN-MWCNTs-COOH具有緩釋作用,在pH 7.4環(huán)境下的累積釋放度遠(yuǎn)高于pH 5.3.2)通過HP-β-CD表面功能化修飾SWCNTs-COOH和MWCNTsCOOH得到HP-β-CD-SWCNTs和HP-β-CD-MWCNTs復(fù)合物。利用FTIR證明這兩種復(fù)合物的成功合成后,將HP-β-CD-SWCNTs和HP-β-CD-MWCNTs非共價(jià)結(jié)合FMN得到HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN,并通過激光粒徑電位分析儀,XRD和SEM對其表征。同時(shí)考察了HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTsFMN的釋藥特性。結(jié)果表明HP-β-CD-SWCNTs對FMN的包封率和載藥量分別為(88.66±3.13)%和(8.43±1.11)%,HP-β-CD-MWCNTs對FMN的包封率和載藥量分別為(50.60±1.92)%和(7.20±0.98)%。釋放結(jié)果表明HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN皆具有pH依賴。3)利用WST-1法檢測FMN、FMN-MWCNTs-COOH、HP-β-CDSWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN的體外抗腫瘤活性,AO/EB染色實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證它們是否引起細(xì)胞凋亡及凋亡細(xì)胞的形態(tài),活性氧檢測和線粒體膜電位的檢測來檢測細(xì)胞發(fā)生凋亡的比例。結(jié)果表明HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN相比FMN和FMNMWCNTs-COOH對特定的腫瘤細(xì)胞更具有抑制作用。AO/EB染色結(jié)果表明FMN,FMN-MWCNTs-COOH,HP-β-CD-SWCNTs-FMN和HP-β-CD-MWCNTs-FMN均可誘導(dǎo)Hela細(xì)胞發(fā)生凋亡,并可以通過ROS介導(dǎo)線粒體機(jī)能失調(diào)途徑誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡。以上的結(jié)果表明了環(huán)糊精功能化的碳納米管是一種良好的緩釋性載藥系統(tǒng),并且相較于未修飾的碳納米管,其水分散性提高,抗腫瘤活性提高,這說明環(huán)糊精功能化的碳納米管是一種很有前景的載藥材料。
【圖文】：

第一章 前言1.1 碳納米管的概述碳納米管（carbon nanotubes，CNTs）是日本科學(xué)家 Iijima 在 1991 年由發(fā)現(xiàn)的一類新型碳材料[1]，其結(jié)構(gòu)一般都由碳原子組成，1991 年發(fā)現(xiàn)的是多壁碳納米管（Multiple-walledcarbonnanotubes，MWCNTs），為多層碳原子形成的石墨烯片層卷成的無縫中空管體。1993 年 Iijima 等[2]又制備了單壁碳納米管（Singlewalledcarbonnanotubes，，SWCNTs），僅由單層的石墨烯片層卷曲而成（圖 1-1）。碳納米管管徑為納米級，長度達(dá)微米級，是典型的一維納米材料碳納米管，其質(zhì)量僅為同體積鋼質(zhì)量的 1/6，但其強(qiáng)度卻達(dá)到鋼的 100 倍，因而獲得超級纖維的美譽(yù)。另外，由于碳納米管的大比表面積和高強(qiáng)度及其能增強(qiáng)細(xì)胞相容性的優(yōu)點(diǎn)，所以碳納米管在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域得到一定應(yīng)用。(a) (b)

HP-β-CD的結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：廣東藥科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R943

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2588791