非球形α-Fe2O3@聚合物复合纳米粒子形貌与细胞作用的关系及在药物输送中的应用

基本信息
批准号:51603149
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王晶
学科分类:
依托单位:天津理工大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陆启飞,姚慧蓉,焦晓洁,刘翠,邓鲁迪,肖志刚,刘丽华
关键词:
复合纳米粒子形貌药物输送αFe2O3细胞作用
结项摘要

Compared to spherical nanoparticles, non-spherical nanoparticles have been demonstrated as unique properties in the field of drug carrier, including longer blood circulation times, lesser extent phagocytized by macrophages and higher accumulation in the tumors. However, the relationship between nonspherical-shaped nanoparticles morphology (including size and shape) and cell is still lack of unified understanding, and the effect of morphology on the drug delivery system is far from elucidated. Given the ease of synthesis, various shapes and excellent biocompatibility of α-Fe2O3, this program is planned to use α-Fe2O3 as template to fabricate a series of α-Fe2O3@polymer composite nanoparticles with different shape and surface properties via a combination of sol-gel and surface-initiated atom transfer radical polymerization. The effect of morphology and surface properties of the nonspherical-shaped composite nanoparticles on endocytosis efficiency, endocytic pathway and cytotoxicity with different types cells will be carefully investigated to indicate the relationship of interaction between morphology and cell. Also the anticancer drug carrier and gene carrier with different morphology will be fabricated using α-Fe2O3 nanoparticles as template via surface chemical modification. The effect of shape on drug delivery and gene transfection will be investigated to indicate the rule of interaction between morphology and drug delivery and gene transfection. It is expected that the present study could provide theoretical basis for designing specific morphology drugs and gene carrier and promote the use of non-spherical nanoparticles in the biomedical field.

与球形纳米粒子相比,非球形纳米粒子在载药领域表现出独特性能:如更长的血液循环时间、更低的巨噬细胞内吞率以及更高的肿瘤细胞摄入率等。然而,对非球形纳米粒子的形貌(尺寸和形状)与细胞相互作用的关系尚缺乏统一认识,其对药物输送的影响也远未被阐明。本项目拟:1)以具有制备简单、形貌丰富、生物相容性好等优势的α-Fe2O3纳米粒子为研究对象,通过溶胶-凝胶法结合表面引发原子转移自由基聚合的方法,制备具有不同形貌、不同表面性质的非球形α-Fe2O3@聚合物复合纳米粒子;2)系统研究其对不同类型细胞的內吞效率、內吞途径、细胞毒性等的影响,揭示其形貌与细胞相互作用关系的一般规律;3)在不同形貌α-Fe2O3@聚合物复合纳米粒子表面,通过化学修饰制备抗癌药物载体和基因载体,研究其形貌对药物输送和基因转染的影响,为设计特定形貌药物或基因载体提供理论依据,促进非球形纳米粒子在生物医药领域的实际应用。

项目摘要

与球形纳米粒子相比,非球形纳米粒子在载药领域表现出独特性能:如更长的血液循环时间、更低的巨噬细胞内吞率以及更高的肿瘤细胞摄入率等。然而,对非球形纳米粒子的形貌(尺寸和形状)与细胞相互作用的关系尚缺乏统一认识,其对药物输送的影响也远未被阐明。本项以具有制备简单、形貌丰富、生物相容性好等优势的α-Fe2O3纳米粒子为研究对象,利用表面修饰的方法分别制备了不同形貌的荧光纳米粒子和基因载体。首先,利用经典的水热法制备得到纺锤形、椭球形和类球形三种形貌的α-Fe2O3纳米粒子,通过溶胶-凝胶法在其表面修饰具有聚集诱导发光效应(AIE)的SiO2薄层,得到了不同形貌的荧光纳米粒子。粒径和zeta电位测试表明,三种形貌的荧光纳米粒子具有相近的尺寸和电位。荧光光谱实验证明,三种荧光纳米粒子均具有较好的光稳定性,可用于较长时间的细胞成像。选取荧光强度相近的三种荧光纳米粒子分别与宫颈癌细胞(Hela cells)共同孵育,利用共聚焦显微成像技术结合图像处理软件Image J,考察了纳米粒子的形貌对其进入细胞速率的影响。实验结果表明:椭球形纳米粒子进入细胞的速率最快,其次为纺锤形,最后为类球形,这一实验结果初步表明纳米粒子的形貌对其进入细胞的速率具有一定的影响。在上述工作的基础上,以椭球形和纺锤形荧光纳米粒子为模板,通过表面修饰分别得到了表面修饰有聚乙烯亚胺(PEI)和三乙胺的四种基因载体。琼脂糖凝胶电泳阻滞实验证明了四种纳米基因载体对小牛胸腺DNA有着很好的结合能力。细胞毒性实验证明合成的纳米基因载体对Hela细胞有着较低的毒性,生物相容性较好,是一种很有潜力的纳米基因载体。通过本项目的研究,为设计特定形貌药物或基因载体提供理论依据,也期望该研究工作为解决目前纳米材料在植物领域基因转染存在的问题提供一定的理论指导。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
4

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

DOI:
发表时间:2018
5

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019

王晶的其他基金

批准号:81601810
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10979067
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:90608003
批准年份:2006
资助金额:35.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51408412
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61308112
批准年份:2013
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11804350
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300131
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408023
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51274052
批准年份:2012
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:21672014
批准年份:2016
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:31401827
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70872009
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:41406144
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81403416
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102755
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61171161
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61871353
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11674378
批准年份:2016
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:81000724
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301991
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11174345
批准年份:2011
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:30700441
批准年份:2007
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601051
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91853107
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11901034
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81050001
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31100544
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101721
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41776011
批准年份:2017
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:61402302
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21101039
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701635
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100026
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602257
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71901226
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51908218
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471531
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51147010
批准年份:2011
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:61603029
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51206058
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10904169
批准年份:2009
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70272020
批准年份:2002
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:11302007
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11474341
批准年份:2014
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
批准号:81874148
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81602723
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41206018
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61001188
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60704011
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70572014
批准年份:2005
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
批准号:61571044
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30671908
批准年份:2006
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:31872396
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11626033
批准年份:2016
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81903892
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760835
批准年份:2017
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31902319
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81672368
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:50974026
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:51506009
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71302016
批准年份:2013
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670891
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21302166
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201504
批准年份:2012
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51005176
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61802083
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201413
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61772350
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61174128
批准年份:2011
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:61301146
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872294
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21801005
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71172016
批准年份:2011
资助金额:44.00
项目类别:面上项目
批准号:61573050
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81072431
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:51504226
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760005
批准年份:2017
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

非球形粒子对有限波束的散射及在相多普勒中的应用

批准号:69671018
批准年份:1996
负责人:吴振森
学科分类:F0119
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
2

含碳气溶胶与粉尘粒子非球形形貌特征及光散射模型研究

批准号:41675024
批准年份:2016
负责人:张永明
学科分类:D0509
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
3

药物球形粒子工业结晶过程机理与应用研究

批准号:21376164
批准年份:2013
负责人:龚俊波
学科分类:B0806
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

氨基功能化有机多孔聚合物材料在药物输送中的应用研究

批准号:21905022
批准年份:2019
负责人:刘向向
学科分类:B0505
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目