用于卵巢癌化疗-光热联合治疗的吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子

doi:10.7503/cjcu20220345

高等学校化学学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (8): 20220345.doi: 10.7503/cjcu20220345

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用于卵巢癌化疗-光热联合治疗的吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子

刘树威¹, 晋皓¹, 尹万忠²(), 张皓¹()

^1.吉林大学第一医院光功能诊疗医学化学联合实验室, 长春 130021
^2.吉林大学白求恩第一医院耳鼻咽喉头颈外科, 长春 130021

收稿日期:2022-05-15 出版日期:2022-08-10 发布日期:2022-05-24
通讯作者: 尹万忠,张皓 E-mail:yinwz@jlu.edu.cn;hao_zhang@jlu.edu.cn
基金资助:
吉林省科技发展计划项目(20200801025GH);吉林省教育厅科学技术项目(JJKH20221079KJ);中国博士后科学基金(2021TQ0125);吉林省发展改革委产业技术研究与开发项目(2019C049-8);吉林大学学科交叉融合创新项目(JLUXKJC2021QZ10)

Gemcitabine/polypyrrole Composite Nanoparticles for Chemo-photothermal Combination Ovarian Cancer Therapy

LIU Shuwei¹, JIN Hao¹, YIN Wanzhong²(), ZHANG Hao¹()

^1.Joint Laboratory of Opto?Functional Theranostics in Medicine and Chemistry，the First Hospital of Jilin University，Changchun 130021，China
^2.Department of Otorhinolaryngology，Head and Neck Surgery，the First Clinical Hospital，Norman Bethune College of Medicine of Jilin University，Changchun 130021，China

Received:2022-05-15 Online:2022-08-10 Published:2022-05-24
Contact: YIN Wanzhong,ZHANG Hao E-mail:yinwz@jlu.edu.cn;hao_zhang@jlu.edu.cn
Supported by:
the Science and Technology Development Program of Jilin Province, China(20200801025GH);the Science and Technology Project of Jilin Provincial Department of Education, China(JJKH20221079KJ);the Postdoctoral Science Foundation of China(2021TQ0125);the Industrial Technology Research and Development Project of Development and Reform Commission of Jilin Province, China(2019C049-8);the Interdisciplinary Integration and Innovation Project of Jilin University, China(JLUXKJC2021QZ10)

摘要/Abstract

摘要：

利用铁离子诱发吡咯氧化聚合反应制备了尺寸均一的聚吡咯纳米粒子, 并进一步负载化疗药物吉西他滨, 得到了吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子. 该复合纳米粒子对吉西他滨的负载能力强, 在水溶液中的稳定性好, 有助于降低吉西他滨对正常组织的毒副作用. 此外, 该复合纳米粒子在近红外光区有较强的吸收, 能够将吸收的光能转化为热, 是一种良好的光热试剂, 具有光热治疗功能. 同时, 该复合纳米粒子能够在热刺激下释放吉西他滨, 具有光热介导的化疗功能. 因此, 吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子是一种兼具化疗和光热治疗功能的联合治疗试剂. 复合纳米粒子在808 nm近红外激光照射下能够快速提升系统温度, 实现光热治疗与化疗联合杀伤卵巢癌细胞, 具有良好的生物医学应用潜力.

关键词: 聚吡咯, 吉西他滨, 复合纳米粒子, 化疗, 光热治疗

Abstract:

Polypyrrole nanoparticles（NPs） were prepared through iron ion-induced oxidative poly?merization and employed for loading chemotherapy drug gemcitabine， thus producing gemcitabine/polypyrrole composite NPs. The composite NPs indicate strong loading capacity for gemcitabine and good stability in aqueous solution， which reduces the toxicity and side effects of gemcitabine on normal tissues. In addition， the composite NPs have strong absorption in the near-infrared region and can transform the absorbed light energy into heat， acting as an efficient photothermal reagent for tumor photothermal therapy. Meanwhile， the composite NPs are capable to release gemcitabine and perform photothermal-guided chemotherapy. As the reagent with chemo-photothermal combination therapeutic efficacy， gemcitabine/polypyrrole composite NPs can ablate ovarian cancer cells under near-infrared laser irradiation， showing the potential for ovarian cancer therapy.

Key words: Polypyrrole, Gemcitabine, Composite nanoparticles, Chemotherapy, Photothermal therapy

中图分类号:

O631

TrendMD:

刘树威, 晋皓, 尹万忠, 张皓. 用于卵巢癌化疗-光热联合治疗的吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220345.

LIU Shuwei, JIN Hao, YIN Wanzhong, ZHANG Hao. Gemcitabine/polypyrrole Composite Nanoparticles for Chemo-photothermal Combination Ovarian Cancer Therapy. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(8): 20220345.

图/表 10

Fig.1 TEM image(A), XRD pattern(B), XPS Fe2p spectrum(C) and zeta potential(D) of polypyrrole NPs

Fig.2 TEM image(A) and Vis?NIR absorption spectrum(B) of gemcitabine/polypyrrole composite NPs

Fig.3 UV absorption spectra of gemcitabine hydrochloride at the concentrations of 2.5, 5, 7.5, 10, 15 and 20 μg/mL(A) and the standard absorption curve of gemcitabine versus concentration(B)

Fig.4 Temperature increment of gemcitabine/polypyrrole composite NPs solutions by altering the laser power density at 100 μg/mL(A) and 200 μg/mL(B)

Fig.5 Real?time temperature of a heating?cooling cycle of gemcitabine/polypyrrole composite NPs solutionConcentration of composite NPs: 100 μg/mL; laser power density: 3 W/cm2.

Fig.6 Time vs. -lnθ fitting plot of the cooling process of Fig.5

Fig.7 Relative cell viability of Ealy926 cells(A) and A2780 cells(B) after 24 h incubation with different concentrations of gemcitabine/polypyrrole composite NPs

Fig.8 Relative cell viability of A2780 cells after the treatment with 100 μg/mL gemcitabine/polypyrrole composite NPs and 808 nm laser of different power density** P<0.01， *** P<0.001.

Fig.9 Crystal violet stained A2780 cells after the treatment with gemcitabine/polypyrrole composite NPs of different concentrations and 808 nm laser of 3 W/cm2(A―D) and the relative number of cell colony obtained by statistics(E)Concentration of composite NPs/(μg·mL-1): (A) 0; (B) 50; (C) 100; (D) 200.

Fig.10 Infrared thermal images of the mice treated with saline(A) and gemcitabine/polypyrrole composite NPs(B) under the irradiation of 808 nm laser at the power density of 1 W/cm2 after 0, 2, 4, 8 and 16 min

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用于卵巢癌化疗-光热联合治疗的吉西他滨/聚吡咯复合纳米粒子

Gemcitabine/polypyrrole Composite Nanoparticles for Chemo-photothermal Combination Ovarian Cancer Therapy

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