pH/酶/光热多重响应的金纳米笼/透明质酸核壳结构纳米载体的制备与性能

doi:10.7503/cjcu20210855

摘要/Abstract

摘要：

以金纳米笼(AuNC)为核，巯基化改性的透明质酸(LC-HA)为壳，盐酸阿霉素(DOX)为药物模型, 通过简单的一锅法制备了核壳结构载药纳米粒子DOX@AuNC@HA(DAH). 金纳米笼为药物装载提供容器且赋予载体光热性能, 改性的透明质酸对金纳米笼进行包封并提供pH/酶响应及靶向介导功能. 对DAH的结构进行了表征, 并进行了载药、控释性能以及细胞摄取和细胞毒性的研究. 结果表明, 核壳结构纳米微粒DAH具有较高的载药能力，在激光源的照射下具有较好的循环稳定性和较高的光热转换率. 在pH=7.4的磷酸盐缓冲液中, DAH具有较高的稳定性, 20 h的药物泄露率低于20%; 而在酸性环境、透明质酸酶(HAase)及光热作用下, DAH均能较快地释放出装载的药物, 展现出较好的刺激响应性. 此外, DAH能够更多地被肿瘤细胞摄取, 表现出一定的靶向性; 当化疗与光热疗法共同作用时, 肿瘤细胞的活性大大减弱, 展现出了联合疗法的优势及潜力.

关键词: 多重响应, 光热疗法, 核壳结构, 纳米载体

Abstract:

The core-shell nano drug loaded particle DOX@AuNC@HA（DAH） was prepared by a simple one pot method using gold nanocage（AuNC） as the core， sulfhydryl modified hyaluronic acid（LC-HA） as the shell and doxorubicin hydrochloride（DOX） as the drug model. The gold nanocage provides a container for drug loading and endows the carrier with photothermal properties. The modified hyaluronic acid encapsulates the gold nanocage and provides pH/enzyme response and targeted mediating functions. The structure of DAH was characterized， and the drug loading， controlled release performances， cell uptake and cytotoxicity were studied. The results show that the DAH nanoparticles with the core-shell structures have a high drug loading capacity， a good cycle stability and excellent photothermal conversion efficiency under the irradiation of laser source. In phosphate buffer solution with a pH of 7.4， DAH has high stability， the DOX leakage ratio in 20 h is less than 20%； and DAH exhibits good stimulus response and can release the loaded drug quickly in acidic， hyaluronidase and photothermal action environment. In addition， DAH is more easily uptaken by tumor cells in cell experiments， which demonstrates certain targeting， showing better stimulus responsiveness. When chemotherapy and photothermal therapy works together， the activity of tumor cells is greatly weakened， showing the advantages and potential of combined therapy.

Key words: Multiple responsiveness, Photothermal therapy, Core-shell structure, Nanocapsulators

中图分类号:

O631

TrendMD:

樊晓慧, 汪洋, 杨园园, 张玉红. pH/酶/光热多重响应的金纳米笼/透明质酸核壳结构纳米载体的制备与性能. 高等学校化学学报, 2022, 43(4): 20210855.

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图/表 10

Fig.1 Infrared spectra of LC, DOX, HA and DAH

Fig.2 UV?Vis spectra of AuNC, AuNC@HA, DOX@AuNC and DAH

Fig.3 SEM image of Ag cube(A) and TEM image of AgNC(B)

Fig.4 Zeta potential(A) and hydrated particle sizes(B) of Ag Cube, AuNC and DAH

Fig.5 Photothermal conversion of AuNC(A, C) and DAH(B, D) at different concentrations(A, B) or different power laser sources(C, D)

Fig.6 Photothermal curves of AuNC(A) and DAH(B) and photothermal effects of AuNC(C) and DAH(D) with cooling period of the time versus negative natural logarithm of the temperature

Fig.7 DOX cumulative release from DAH under different pH values(A), HAase concentrations in PBS solution(pH=7.4, B), enzyme concentrations in PBS(pH=7.4 or 5.0, C) and laser intermittent irradiation at 1, 4, 8, 12 h(D)

Fig.8 Survival rate of A549 cells cultured with HA, AuNC, DOX and DAH(A) and treated with DAH under the action of different laser power for 24 h(B)

Fig.9 Optical and fluorescence images of L929 cells treated with free DOX(A1—A4) and DAH(B1—B4) for 24 h(A1, B1) Bright field; (A2, B2) red DOX; (A3, B3) blue(stained nucleus); (A4, B4) blue and red overlap.

Fig.10 Optical and fluorescence images of A549 cells treated with free DOX(A1—A4, C1—C4) and DAH(B1—B4, D1—D4) for 4 h(A1—A4, B1—B4) and 24 h(C1—C4, D1—D4)c(DOX)=6 mmol/L. (A1―D1) Bright field; (A2―D2) red DOX; (A3―D3) blue(stained nucleus); (A4―D4) blue and red overlap.

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