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由于肿瘤细胞的过度增殖和对正常组织的侵犯、转移,癌症成为威胁人类健康的严重疾病。然而目前在临床肿瘤诊断和治疗中广泛应用的药物多为非选择性药物,体内分布广泛,常规治疗剂量即可对正常组织器官产生显著的毒副作用,导致患者不能耐受,故提高药物的肿瘤选择性,减少其在非靶向部位的聚集是提高抗肿瘤药物疗效的关键。生物靶向纳米药物和磁性靶向纳米药物是目前靶向纳米药物研究的两大热点,其中具有核壳结构的纳米颗粒引起了人们的关注,二氧化硅具备良好的生物安全性,表面的硅羟基易于修饰,可与各种生物分子通过多种方式偶联且不会对生理活动造成危害。使得二氧化硅包覆的纳米颗粒在核壳结构的纳米粒子中脱颖而出,其中多孔性硅纳米粒子尤受关注。多孔性硅纳米粒子具有很多像蜂巢一样的小孔,小孔由很多中空的管道组成,这样的结构能增强对生物活性分子(如药物)吸附率,从而显著提高药物分子的载药能力。
本文综述了硅基核壳纳米荧光材料和核壳磁性-荧光纳米复合材料的研究进展。通过微乳液法、水热法和溶胶.凝胶法制备了一系列能作用于肿瘤细胞的纳米颗粒,并对其生物活性进行了研究,主要创新性结果如下:
(1)以RBITC为核,合成了二氧化硅包裹的荧光纳米颗粒,并成功在其表面分别修饰了功能性配合物(Fe-dpa)和氨基酸(NH—COOH),获得两种新型纳米复合物。其中Fe-dpa修饰的纳米颗粒在紫外灯照射下不仅能杀死肿瘤细胞,且具有荧光成像的效果,而NH-COOH修饰的纳米颗粒既能进行荧光成像,又能作为检测Fe3+的荧光探针。两种新型纳米复合物的制备和活性研究均为首次报导。
(2)首次运用不同的胺作为模板制备了不同介孔粒径和表面积的Fe3O4纳米颗粒,研究了其对药物吸附性能,发现吸附5-氟尿嘧啶(5-Fu)的磁性纳米药物在酸性环境下的5-Fu释放率明显大于中性环境,而肿瘤细胞呈弱酸性,所以5-Fu＠Fe3O4可望作为肿瘤的靶向治疗剂。5-Fu＠Fe3O4、DHF＠Fe3O4和L2MnCl2＠Fe3O4三种新型磁性纳米药物均为首次报道。
(3)成功在L2MnCl2＠Fe3O4表面运用肿瘤靶向肽RGD和高分子载体PEG进行修饰,首次得到了L2MnCl2＠Fe3O4-PEG-RGD纳米复合药物。生物活性研究结果表明经修饰的纳米颗粒的抗肿瘤活性明显提高,研究结果对发展低毒性磁靶向载药系统的研究提供了重要的理论依据。
(4)以Fe3O4和RBITC为核,SiO2为壳,制备了核壳磁性-荧光纳米复合物L3MnCl-RBITC-Fe3O4＠SiO2-PEG-RGD,由于表面修饰了RGD和PEG,增加了其水溶性和脂溶性。生物活性研究结果表明,它有荧光成像、抗肿瘤活性和肿瘤靶向磁共振成像的特性,又是一种药物载体。由于包裹的Fe3O4和吸附的锰配合物L3MnCl的超顺磁性使其具备T1和T2双重磁共振成像特性。因此,它是一种多功能的纳米复合物,可望运用于癌症的诊断和磁共振成像监测治疗。