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纳米金刚石的分散、修饰及载药应用研究

秦世荣 赵琪 程振国 苏丽霞 单崇新

纳米金刚石的分散、修饰及载药应用研究

秦世荣, 赵琪, 程振国, 苏丽霞, 单崇新
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  • 纳米金刚石(nanodiamond,ND)作为一种重要的碳纳米材料,具有表面易修饰、比表面积大、生物毒性低以及物理化学稳定性好等特点,使其在生物医学领域具有独特的优势.本文通过对ND进行分散和化学修饰得到了分散性良好的羧基化纳米金刚石(ND-COOH),并通过透射电子显微镜、X-射线衍射、傅里叶变换红外谱仪等手段对其形貌和结构进行了表征分析.ND-COOH在水溶液中水解后呈现出较高的负电位,致使其可以通过静电相互作用吸附带正电的抗癌药物盐酸阿霉素(dox),且对阿霉素的负载量可达325 μg/mg.由于ND-COOH与dox之间通过带负电的羧酸根与带正电的质子化氨基结合,因此在H+浓度较高的酸性溶液中,药物复合体ND-dox呈现出显著的pH值依赖药物释放特性,在pH值为5.0的磷酸盐缓冲液中药物释放率达到85%,而在pH值为7.4的PBS中药物释放率低于40%.此外,ND-COOH和ND-dox的细胞毒性和体外细胞杀伤能力结果表明,ND-COOH在0–150 μg/mL范围内对细胞活性没有明显抑制,而ND装载药物dox后的ND-dox对SGC-7901胃癌细胞活性则表现出显著的抑制作用,表明ND-COOH作为药物载体具有较低的生物毒性,而负载药物后则对肿瘤细胞具有较强的杀伤能力.通过对ND进行简单的分散和表面改性,使ND具备良好的药物装载和独特的pH值依赖药物释放特性,这对于促进纳米金刚石在药物载体方面的应用具有重要的借鉴意义.
      通信作者: 赵琪, zhaoqiv@126.com;cxshan@zzu.edu.cn ; 单崇新, zhaoqiv@126.com;cxshan@zzu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号:21601159)和国家自然科学基金杰出青年科学基金(批准号:61425021)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-01
  • 修回日期:  2018-05-17
  • 刊出日期:  2018-08-20

纳米金刚石的分散、修饰及载药应用研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号:21601159)和国家自然科学基金杰出青年科学基金(批准号:61425021)资助的课题.

摘要: 纳米金刚石(nanodiamond,ND)作为一种重要的碳纳米材料,具有表面易修饰、比表面积大、生物毒性低以及物理化学稳定性好等特点,使其在生物医学领域具有独特的优势.本文通过对ND进行分散和化学修饰得到了分散性良好的羧基化纳米金刚石(ND-COOH),并通过透射电子显微镜、X-射线衍射、傅里叶变换红外谱仪等手段对其形貌和结构进行了表征分析.ND-COOH在水溶液中水解后呈现出较高的负电位,致使其可以通过静电相互作用吸附带正电的抗癌药物盐酸阿霉素(dox),且对阿霉素的负载量可达325 μg/mg.由于ND-COOH与dox之间通过带负电的羧酸根与带正电的质子化氨基结合,因此在H+浓度较高的酸性溶液中,药物复合体ND-dox呈现出显著的pH值依赖药物释放特性,在pH值为5.0的磷酸盐缓冲液中药物释放率达到85%,而在pH值为7.4的PBS中药物释放率低于40%.此外,ND-COOH和ND-dox的细胞毒性和体外细胞杀伤能力结果表明,ND-COOH在0–150 μg/mL范围内对细胞活性没有明显抑制,而ND装载药物dox后的ND-dox对SGC-7901胃癌细胞活性则表现出显著的抑制作用,表明ND-COOH作为药物载体具有较低的生物毒性,而负载药物后则对肿瘤细胞具有较强的杀伤能力.通过对ND进行简单的分散和表面改性,使ND具备良好的药物装载和独特的pH值依赖药物释放特性,这对于促进纳米金刚石在药物载体方面的应用具有重要的借鉴意义.

English Abstract

参考文献 (31)

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