研究问题:
癌症是当今威胁人类健康的主要疾病之一,IARC提供的2012年统计数据表明,尽管癌症致死率在近期有下降的趋势,然而其依然保持在20.2%的较高水平上。造成这种高致死率的一个重要的原因在于我们还缺乏靶向性递送治疗性物质到癌症组织的能力1。除手术干预外,现在的癌症治疗还严重依赖化疗和放疗,而这两种疗法对肿瘤组织和正常组织的选择性较弱,从而造成严重的毒副作用。
近年来提出的近红外光介导的光热治疗,为肿瘤的治疗提供了新的方法。光热治疗的基本原理是在激光照射下,利用光热转换产生的热量来破坏癌细胞。在加热到40-45°左右时,肿瘤细胞会被杀死,而周围的正常细胞却不会受到严重影响。这可能是因为肿瘤微环境中的缺氧和低pH条件使得肿瘤细胞比正常细胞对高温更加敏感2。其中,在癌细胞位点上较强的近红外光学吸收以及高的光热转换效率是光热治疗成功实施的关键3。这种疗法能够对肿瘤组织进行定点清除,并且对正常组织具有较低的毒副作用4。
开发具有良好生物相容性的高效光热偶联剂是发展光热治疗的首要条件。随着纳米技术的飞速发展,一些金属纳米结构由于具有独特的光学特性作为光热偶联剂被广泛应用到肿瘤的光热治疗中。其中贵金属纳米材料(如金纳米棒、金纳米笼、钯纳米片)具有良好的生物相容性和光反应性质,因而得到广泛关注。
近来,铜的硫族化合物,尤其是硫化铜纳米粒,被认为是一种具有良好前景的光热偶联剂、分子成像剂以及药物递送载体。与贵金属纳米材料相比,硫化铜纳米粒可以以较低的成本简易合成。此外,其近红外吸收机制较为优越。这种吸收机制使得它具有更适宜体内应用的吸收波长(d-d跃迁峰在900nm左右),同时这种稳定的吸收不受纳米粒的大小形状以及溶剂的影响2。
铜的硫族化合物的生物相容性问题是限制其应用的一个主要问题,表面修饰技术就显得十分重要。其中,SiO2包裹是一种效果显著的修饰方法5。介孔SiO2不仅可以作为增进生物相容性的包裹外壳,也可以是的治疗性分子与纳米粒的结合更为便利。
本研究拟通过stober法对CuS纳米粒子进行二氧化硅包裹,形成一个介孔二氧化硅球,再同Doxorubicin(DOX)一起共孵育,形成CuS@SiO2—DOX复合物。CuS@SiO2—DOX复合物在近红外光的照射下,CuS@SiO2产生光热效应,对肿瘤进行热消融。同时装载的DOX也能对肿瘤细胞进行杀伤,实现化疗。通过这种方法来测试该纳米粒在抗癌药物递送,以及光热治疗方面的潜力,从而实现化疗与光热治疗的联合。
研究方法:
- CuS 纳米粒的合成
0.1mmol CuCl2·2H2O(0.017048 g)溶解在100ml 蒸馏水中,加入0.2mmol硫代乙醇酸(TGA)(~14.2 mu;l),逐滴加入1 M的NaOH溶液,调节PH至9,并将溶液移至三井烧瓶中。用橡胶塞封紧三井瓶口,抽真空之后,加上N2球。称取0.1 mmol硫代乙酰胺(TAA)溶解至20ml蒸馏水,经一次性注射器加入三颈烧瓶中,最后在50°C下水浴2h。将反应所得溶液冻干,得到固体密闭避光在4°C下保存。
- 介孔SiO2对CuS纳米粒的包裹
二氧化硅包覆硫化铜纳米粒时,直接将合成的CuS水溶液(120ml),加入1gCTAB,持续超声5h,移入35度水浴中快速搅拌,4h后加入3ml乙醇,快速搅拌1h。最后先加入200微升2M 的NaOH,后加入50微升的TEOS,70度下反应1h。反应结束经4000rpm 离心5min,去掉底部体积较大的颗粒。去除CuS@SiO2中的表面活性剂CTAB,将结束反应的溶液90°C密封热处理3h,以加固CuS NPs表面的二氧化硅层.热处理之后的样本经乙醇清洗并12000 rpm离心10min.之后加入到浓盐酸的乙醇溶液(1ml 37% HCL和100ml 乙醇)中,回流2次,每次1h .将回流的样品经乙醇洗涤三次,最后将其超声分散在纯水中4°C保存,以备后续使用。
