郁曉萌 譚旭鑫 楊可 王琪 張堃 梁恩俊 朱逸麟 于文靜
(1 濰坊醫(yī)學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 山東 濰坊 261053)
(2 濰坊醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)系 山東 濰坊 261053)
殼聚糖(Chitosan,CS)作為一種天然高分子材料,具有良好的生物活性和自然降解性,可以作為理想的抗腫瘤藥物靶向制劑的載體材料。腺嘌呤(adenine,Ade)是核酸的組成成分并參與遺傳物質(zhì)的合成,它能促進白細胞增生,用于防治各種原因引起的白細胞減少癥,特別是用于腫瘤化學(xué)治療。但是腺嘌呤不溶于水,在體內(nèi)代謝非常迅速,不適合口服和注射。因此在該實驗中將其載進殼聚糖內(nèi),延長體內(nèi)循環(huán)時間,蓄積于靶部位,提高藥物治療效果。
DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;Malvern Zetasizer Nano ZS 90激光粒度儀,英國Malvern公司;JEM1400透射電子顯微鏡,日本Jeol公司;
超聲波破碎儀,寧波新芝生物科技股份有限公司;CHRIST凍干機,北京五洲東方科技發(fā)展有限公司;TU-1810紫外/可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;JHT-SSC型超凈工作臺,濟南康寶凈化設(shè)備有限責(zé)任公司;HH、CP-TW型二氧化碳恒溫培養(yǎng)箱,上海一恒科技有限公司;NIB-100型倒置顯微鏡,寧波永新光學(xué)股份有限公司;全自動酶標(biāo)儀,美國伯騰儀器有限公司;透析袋MD44(3500D),Solarbio公司,貨號YA1078。
殼聚糖(粘度70mPa·S,分子量90000);RPMI1640培養(yǎng)基,胎牛血清,DMSO, 均購自Solarbio公司;MTT,sigma;36%乙酸,三聚磷酸鈉(TPP),1mol/L NaOH溶液,EDTA,碳酸氫鈉試劑均為分析純。
1.2.1 納米粒的制備 稀釋36%醋酸溶液到1%并溶解殼聚糖制備2.5mg/ml的殼聚糖醋酸溶液,用蒸餾水溶解三聚磷酸鈉制備5mg/ml,6mg/ml,7mg/ml,8mg/ml的三聚磷酸鈉溶液,取殼聚糖醋酸溶液20ml于單口燒瓶中,用1mol/l的NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系PH=5.5。25℃,500r/min磁力攪拌下緩慢(約2s每滴)分別滴加不同濃度的三聚磷酸鈉溶液至剛產(chǎn)生乳光,繼續(xù)磁力攪拌10min,得到殼聚糖空白納米粒。
1.2.2 粒徑分布及Zeta電位的測量 取適量殼聚糖空白納米粒懸液,蒸餾水稀釋10倍,超聲10min,用zeta電位及粒度分析儀測定其納米粒粒徑、多分散指數(shù)(PDI)和Zeta電位的大小。
1.2.3 腺嘌呤聯(lián)合殼聚糖納米粒的制備 分別稱取5mg,10mg的腺嘌呤(Ade)溶解于1ml的1,2-丙二醇溶液中,封口膜封口,超聲約2h,直至溶液澄清透明。分別取5ml的TPP=5,6,7,8mg/ml的殼聚糖空白納米粒加入上述溶液中。水浴磁力攪拌器(室溫下)中攪拌過夜(或24h)。
1.2.4 粒徑分布及Zeta電位的測量 方法同上1.2.2。
1.2.5 包封率和載藥量的測定 透析10h以上,-80℃凍干,稱取少量凍干粉,用1%的醋酸溶液溶解并稀釋至10ml,然后在掃描波長處測定紫外吸光度。
包封率=[(藥物總量- 介質(zhì)中未包入的藥量)/藥物總量]×100%。
載藥量=(微粒中含藥量/微粒的總重量)×100%。
1.2.6 腫瘤細胞培養(yǎng)
人肝癌細胞系HepG2,細胞形態(tài)是貼壁上皮細胞,傳代培養(yǎng),用RPMI-1640培養(yǎng)液(含10%的胎牛血清),在37℃、5% CO2飽和濕度條件下常規(guī)培養(yǎng)。
1.2.7 MTT法檢測
取處于對數(shù)生長期的HepG2細胞,以2000個/孔鋪96孔板,每次3板,待過夜細胞呫壁后棄掉上清,以RPMI-1640培養(yǎng)基配置載藥納米粒,終濃度分別0.1ug/mL、1ug/mL、2.5ug/mL、5ug/mL、10ug/mL,每孔200uL,每組5個復(fù)孔,設(shè)調(diào)零孔和對照孔。分別于24h、48h、72h終止培養(yǎng),避光添加MTT,4h后150uLDMSO溶解結(jié)晶,于540nm讀取OD值。
本實驗采用離子凝集法制備載腺嘌呤殼聚糖納米粒,主要以粒徑及包封率為表征參數(shù),考察制備過程中各種因素對納米粒形成的影響。當(dāng)Ade=5mg/ml、TPP=8mg/ml,反應(yīng)體系PH=5.5,溫度為25℃,轉(zhuǎn)數(shù)500r/min時,所制得的納米粒最優(yōu)化。
2.2.1 zeta電位 測得平均電位為24.8。
2.2.2 粒徑 平均粒徑為160.7nm,PDI=0.301。
2.3.1 粒徑 測得載藥納米粒粒徑為177.6nm,PDI=0.242。結(jié)果如圖1。
圖1 載藥納米粒粒徑圖
2.3.2 zeta電位 測得載藥納米粒的電位為27.4。說明納米粒液穩(wěn)定。
根據(jù)紫外/可見光光度法測定的Ade標(biāo)準(zhǔn)曲線(Y=10.474 x- 0.0082,R2=0.9996 )得出,Ade在納米粒中的載藥量為(43.2±5.4)%;根據(jù)高效液相色譜法測定的Ade標(biāo)準(zhǔn)曲線(Y=110.38 x- 0.8672,R2=0.9999 ),得出Ade在納米粒中的包封率為(85.7±0.58)%。
圖2 Ade標(biāo)準(zhǔn)曲線(HPLC)
藥物濃度10ug/mL,72h細胞生長抑制率 =(A對照-A加藥)/A對照×100%=(1.273~1.026)/1.273×100%=19.4%。
圖3 腺嘌呤殼聚糖納米粒對肝癌細胞增殖的影響
通過離子凝集法制備殼聚糖空白納米粒,測定其粒徑分布及zeta電位,并在此基礎(chǔ)上,以腺嘌呤作為藥物模型,殼聚糖作為載體,三聚磷酸鈉為陰離子,利用陰陽離子間的靜電相互作用,成功制備了殼聚糖載腺嘌呤納米粒。在殼聚糖空白納米粒制作過程中,殼聚糖和TPP的濃度、溫度、攪拌速率等對粒徑大小產(chǎn)生一定的影響,經(jīng)過實驗得出在Ade=5mg/ml,TPP=8mg/ml,反應(yīng)體系PH=5.5,溫度為25℃,轉(zhuǎn)速500r/min時,制備的殼聚糖載腺嘌呤納米粒最佳,納米粒粒徑約為177.6nm,粒徑較小,分散均一,Zeta電位為27.4mV,載藥納米粒穩(wěn)定。腺嘌呤殼聚糖納米粒對腫瘤細胞增殖有一定的抑制作用。