趋磁细菌AMB-1磁小体构建磁靶向抗癌药物投递系统

论文摘要

本论文利用从Magnetospirillum magneticum AMB-1中分离纯化的磁小体作为载体，通过京尼平将甲氨蝶呤连接到磁小体上构建了磁靶向抗癌药物投递系统，该系统有高载药量、高包封率、缓释及定向给药的优势，而且该化学交联法简单、有效、绿色清洁、没有改变甲氨蝶呤的药效，为磁小体应用于生物医学、生物技术等领域提供了依据。同时，本论文摸索了微囊化趋磁细菌的制备条件，为微囊化培养趋磁细菌的可行性提供了参考。首先，通过单因素考察发现装瓶量、硝酸钠浓度、铁源种类及混合碳源比例这四个因素对AMB-1生物量影响较为明显，并通过正交实验优化的结果为装瓶量50%、以氯化铁作为铁源、硝酸钠浓度为500mg/L、混合碳源比例为1:3时菌体OD600能够达到0.272；磁分20min，细菌密度为107，磁分3次后，转接出来的菌体形态均一，磁敏性好，Cmag值稳定在1.3左右。其次，以超声破碎细胞法提取磁小体，300W的超声功率破碎菌体细胞较完全，同时磁小体膜仍保持完整。采用超声（40W，工作5S，间隔3S,50个循环）与磁铁吸附的方法来纯化磁小体，此步骤重复10次后，在光镜下观察清洗效果同时测上清液中的蛋白含量，结果表明粘附在磁小体上的细胞碎片清洗较为完全。再次，采用化学交联法构建磁靶向抗癌药物投递系统，其载药量和包封率分别达到47.3±1.6%和87.3±2.3%。甲氨蝶呤能够有效的从该体系中释放，起始半小时内没有突释现象，并且能够在两个月内持续释放将近80%的药物。通过磁小体的靶向作用，药物可在病灶部位聚集并持续释放，减少了用药次数，也在一定程度上降低了甲氨蝶呤对正常细胞和组织的毒副作用。该磁靶向抗癌药物投递系统的构建成功，表明京尼平能够很好地将甲氨蝶呤和磁小体结合，且不改变甲氨蝶呤的药效。甲氨蝶呤和该体系对人乳腺癌细胞都有明显的抑制作用。同时也证明了从Magnetospirillum magneticum AMB-1中分离的磁小体能够用来作为抗癌药物的载体，为其在生物医药领域的应用提供依据。最后，通过考察各种微囊化制备过程中所需试剂对AMB-1生长的影响后，本论文采用FeCl3作为交联剂，聚精氨酸为成膜液，采用高压静电法制备载AMB-1的微胶囊。同时制备电压选择2KV以下。制备出的海藻酸铁-聚精氨酸/海藻酸钠微胶囊粒径为500-720μm，基本为圆形，说明氯化铁能够较好的充当交联剂来取代常用的Ca2+制备胶珠，但是所制备的海藻酸铁-聚精氨酸/海藻酸钠微胶囊的稳定性和机械强度有待进一步考察。该前期考察为后期微囊化培养趋磁细菌提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 趋磁细菌
• 1.2 磁小体
• 1.3 磁小体形成机制
• 1.3.1 铁离子的吸收
• 1.3.2 磁小体膜的形成
• 1.3.3 铁离子的转运
• 1.3.4 生物矿化
• 1.4 磁小体在纳米技术领域的应用
• 1.4.1 磁小体的特性
• 1.4.2 磁小体的应用
• 1.4.3 磁小体的提取
• 1.5 微载体药物递送系统
• 1.5.1 微载体类型
• 1.5.2 微载体的性质和特点
• 1.5.3 微载体药物递送系统的原理
• 1.6 微囊化细菌技术
• 1.6.1 微胶囊的组成
• 1.6.2 微囊化细菌的优势
• 1.6.3 微囊化细菌的方法
• 1.7 本论文拟开展的工作
• 1.8 本论文的特色和创新之处
• 第2章 MAGNETOSPIRILLUM MAGNETICUM AMB-1 生物量优化
• 2.1 引言
• 2.2 材料和方法
• 2.2.1 试剂和仪器
• 2.2.2 培养基成分
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 细菌密度的标准曲线
• 2.3.2 装瓶量对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.3 铁源对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.4 硫酸亚铁对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.5 碳源对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.6 琥珀酸浓度对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.7 氮源对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.8 硝酸钠浓度对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.9 碳源比例对 AMB-1 生长的影响
• 2.3.10 正交实验优化生物量
• 2.4 结论
• 第3章 MAGNETOSPIRILLUM MAGNETICUM AMB-1 的 CMAG 值优化及磁小体的提纯
• 3.1 引言
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 试剂和仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 实验结果和讨论
• 3.3.1 磁分传代法提高 AMB-1 的 Cmag 值
• 3.3.2 磁小体的提纯
• 3.3.3 磁小体的元素分析
• 3.4 结论
• 3.4.1 磁分法优化 Cmag 值
• 3.4.2 磁小体的提纯
• 第4章 制备与表征磁性靶向抗癌药物投递系统
• 4.1 引言
• 4.2 材料和方法
• 4.2.1 试剂和仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 MTX 的最大吸收波长及标准曲线的建立
• 4.3.2 MTX 的稳定性考察
• 4.3.3 MBMs 的形貌表征
• 4.3.4 FTIR 和 EDS 表征 MTX、MBMs 和磁小体的特征官能团
• 4.3.5 MBMs 的载药量和包封率
• 4.3.6 MBMs 的体外释放性能
• 4.3.7 MBMs 的体外抑瘤活性考察
• 4.4 结论
• 第5章 微囊化趋磁细菌条件初探
• 5.1 引言
• 5.2 材料和方法
• 5.2.1 试剂和仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 各种微囊化所需试剂对 AMB-1 生长的影响
• 5.3.2 高压静电对 AMB-1 生长的影响
• 5.4 结论
• 第6章 总结
• 6.1 结论
• 6.2 后续工作建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 发表文章及参加会议情况