碳包铁纳米粒子作为磁性靶向药物载体的物理性能研究

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1、万方数据万方数据第4期碳包铁纳米粒子作为磁性靶向药物载体的物理性能研究311磁性脂质体磁性依靠Fe，O。产生，而Fe，04通过化学合成易生成杂质，易吸附其他杂质离子，磁导率低，在血液中化学性质不稳定，易失去磁性。铁碳复合物是磁性药物载体的一种，其中铁具有磁场反应性，能在导向磁场下靶向作用于肿瘤局部，碳能吸附化疗药物，并在肿瘤局部释放化疗药。美国报道了一种铁碳复合物磁性载体系统MTcs，它是将一定比例的铁粉与碳混合制各而成的载体，其粒径为0．5～5斗m，平均粒径为1斗m。化疗药阿霉素通过蒽环结构与活性碳表面的疏水基结合。与阿霉素混合后，平均可吸附120斗咖g的阿霉素。将携带有

2、4000斗g的50mgMTCs混入人血浆3h，超过25％的阿霉素解吸附。细胞毒实验表明，此解吸附剂量足够使细胞死亡。此药已在猪、犬动物实验中进行了成功的毒性测试【m垌。但该种铁碳复合物的粒径过大容易堵塞血管，球磨制备粒径不均匀，包裹不完全，过程中容易引入杂质。为了能够不堵塞血管并有利于细胞吸收，又要达到有足够的药物吸附量，我们采用一种全新的纳米铁碳复合物——碳包铁纳米粒子作为药物载体，它具有独特的纳米结构，在石墨碳层中完全包裹进铁纳米颗粒，实现在纳米碳包围中的纳米磁性金属分散状态，其中的纳米碳具有大的比表面积，对药物有好的吸附作用，碳包铁纳米粒子因而可以达到粒径小而又有足够

3、的药物吸附量的目的，使滞留在肿瘤内的碳包铁纳米粒子能渗入肿瘤间质，并被肿瘤细胞所吞噬，从而能使化疗药在细胞或亚细胞水平发挥作用。铁纳米粒子磁场导航效果好，靶向佳。吸收电磁波效率高，在交变磁场的作用下发热效应显著，因而有助于克服现有磁性载体的不足。且由于其密度小，在有机介质中分散性好，可制备性能稳定的磁靶向药物载体。目前国内外尚未见有碳包铁纳米粒子运用于磁靶向药物载体的报道。将肿瘤区域加热到41℃~46℃以上治疗恶性肿瘤的方法称热疗。传统热疗诱导可逆性损害，常用的热疗方法有全身高温、热液体灌注、温热水浴、射频、微波、激光、聚焦超声等。这些方法多存在创伤性大、易损伤正常组织等缺

4、点，而靶向磁热疗具有微创、靶向效应等优点，已成为恶性肿瘤治疗的研究热点。靶向热疗的主要问题是要将热限制于癌灶，不损伤正常组织。实现这一目标可通过将磁响应材料导入癌灶，通过在交变磁场中的产热获得，所以其不仅适用于浅表肿瘤的治疗，也适用于深部肿瘤的治疗。在本文中，我们研究这种全新的纳米铁碳复合物——碳包铁纳米粒子的结构性能及用于治疗恶性肿瘤的靶向热疗药物载体的可能性。1实验1．1碳包铁纳米粒子制备实验所用的碳包铁纳米粒子是通过电弧放电法制备的，具体过程如下：直流电弧法中的阴极用纯石墨棒，石墨棒用放入一定比例的纯Fe与石墨粉末的混合物制成阳极复合棒(在本实验中分别取含铁80％和6

5、0％重量比)，真空反应室通入高纯心气，反应电压60V，电流150A，心气压10kPa，电极距离3~4mm。将反应生成的样品用磁过滤，去掉其中的少量纯石墨成分，剩下碳包铁纳米粒子。碳包铁纳米粒子的形貌和结构通过透射电子显微镜和X射线衍射来观察和表征。1．2碳包铁纳米粒子吸附化疗药表阿霉素的检测1．2．1化疗药表阿霉素标准曲线的绘制用分光光度计(波长480m)测其吸光度，求出吸光度对浓度的回归直线为：f64．581戈+0．5492，可知用该方法的标准曲线线形较好，能满足样品测定要求。见图1。Fig．1Astandardcun，eofabsorbencyVs．concen乜ati

6、onofEpimbiciIl1．2．2碳包铁纳米粒子吸附表阿霉素的实验在室温下(20℃)配制不同浓度(由20至640陆∥m1)的化疗药表阿霉素溶液共16个管，每管4ml。将50mg碳包铁纳米粒子与50mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合于20ml蒸馏水中，超声震荡5min后，吸取lml碳包铁纳米粒子和PVP混悬液与每管4m1的不同浓度的表阿霉素溶液混合，使碳包铁纳米粒子充分吸附表阿霉素。将16管碳包铁纳米粒子．PVP混合液超低温离心混合60min(转速20，000r／min)，这时碳包铁^一—鼍i一_【Io一_时扫dooIIou万方数据312生物物理学报2006焦纳米粒子完全沉

7、积于管底，获得澄清的游离表阿霉素溶液。再吸取澄清的游离表阿霉素溶液，于波长480nlIl光谱仪分别测定其吸光度，由标准曲线公式(y=64．581x+0．5492)求出其游离表阿霉素浓度，获得游离表阿霉素量。将表阿霉素总量减去游离量，即得被碳包铁纳米粒子吸附的表阿霉素量，据此作表阿霉素吸附曲线。1．3碳包铁纳米粒子的发热性能检测使用功率15kw、频率100kHz的感应电源，检测碳包铁纳米粒子在交变磁场作用下的发热情况。产生磁场的电流300～600A可调(约产生10一特斯拉数量级的磁场)，在感应线圈中心加上铁芯使磁性载