磁靶向纳米Fe304-Ti02复合物的制备及其光催化杀伤肝癌细胞效应的研究

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yueyue7373
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目的:制备光催化活性优良和具有可见光响应能力的磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物,探讨其在外磁场作用下对肝癌细胞系HepG2细胞的光催化杀伤效应,并初步阐明其作用机理。   方法:采用三种低温溶胶-凝胶法制备具有不同Fe3O4掺杂量的纳米Fe3O4-TiO2复合物,通过XRD、TEM、FTIR、UV-Vis、FS及磁性分析等对其进行多方面表征,并筛选出包覆均匀、分散性好、磁性能优异及光催化活性较高的纳米Fe3O4-TiO2复合物并将其应用于生物学效应研究;以肝癌细胞系HepG2为研究对象,进行光激发磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物杀伤HepG2细胞试验,采用MTT法检测癌细胞的存活率,通过倒置相差显微镜观察纳米Fe3O4-TiO2光催化对HepG2细胞形态的影响,考察不同光源、光照时间、磁场强度及纳米Fe3O4-TiO2浓度等因素对HepG2细胞光杀伤效应的影响;通过流式细胞术(FCM)检测外磁场作用下紫外光及可见光激发纳米Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞周期、细胞凋亡率及线粒体膜电位的影响,并探讨纳米Fe3O4-TiO2复合物与HepG2细胞的作用方式。   结果:本文成功制备纳米Fe3O4-TiO2复合物,表征结果显示:复合物中的纳米TiO2为锐钛矿晶型,掺杂的Fe3O4进入纳米TiO2晶格中,但并未改变其晶型,仅使其晶胞参数略有减小;采用方法三制备的5%Fe3O4-TiO2复合物具备壳-核结构,在混悬液中分散性较好,平均粒径约为50nm,具有较强的光催化活性和良好的磁响应性,同时将纳米TiO2的光响应范围拓宽至444nm。光激发5%Fe3O4-TiO2复合物杀伤HepG2细胞实验结果显示:单纯紫外光对HepG2细胞的杀伤效应明显高于可见光;外磁场作用下,紫外光和可见光激发Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞的杀伤效应差异不大,且均强于纳米TiO2;当光照时间为30min、纳米Fe3O4-TiO2浓度为300μg·mL-1、磁场强度为1.0T时,光激发Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞具有较强的杀伤效应,且其杀伤效应以细胞坏死和细胞凋亡两种形式表现。FCM检测结果显示:外磁场作用下紫外光和可见光激发纳米Fe3O4-TiO2均使HepG2细胞周期阻滞于G0/G1期,线粒体膜电位显著降低,且其作用程度明显强于纳米TiO2;外磁场作用下纳米Fe3O4-TiO2较TiO2粒子更多地进入到HepG2细胞内。   结论:在纳米TiO2中掺杂磁性Fe3O4内核,制备具有磁靶向功能的纳米Fe3O4-TiO2复合物,提高纳米TiO2杀伤癌细胞的效率和选择性,并拓宽纳米TiO2的光响应范围,使其在可见光照射下即可杀伤癌细胞,避免紫外光照射对细胞的损伤;在外磁场作用下,纳米Fe3O4-TiO2复合物能够进入癌细胞内,直接或通过光激发产生的活性氧组分间接损伤细胞内的DNA、RNA和线粒体等成分,阻滞细胞周期、降低线粒体膜电位,从而诱导HepG2细胞凋亡。
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南极海洋来源微生物生存环境特殊,其次级代谢产物结构新颖、活性独特,是新型药物先导化合物的潜在来源。本论文采用了活性筛选和化学筛选相结合的方法,对南极来源具有抗肿瘤活性的微生物进行分离和筛选,选取其中2株具有抗肿瘤活性的真菌进行了活性次级代谢产物的研究。从采自南极海域的海绵、海藻、海水、海泥等11个样品中分离得到了58株真菌。通过海虾生物致死法初筛,获得活性菌株8株。对这8株菌株,我们采用两种培养基