磁気標的化およびNIR応答性化学光熱併用療法のためのrGO @ Fe3O4ミクロスフェアを準備するための簡単なアプローチ

要約

近赤外線（NIR）-光応答性グラフェンは、癌の光熱焼灼療法に刺激的な効果を示すことが示されています。ここでは、Fe ₃の調製について報告します。 O ₄ -装飾された中空グラフェンミクロスフェア（rGO @ Fe ₃ O ₄ ）磁気標的化されたNIR応答性の化学光熱併用療法のための簡単な噴霧乾燥および共沈法による。ミクロスフェアは非常に高い比表面積を示しました（〜120.7 m ² g ^-1 ）および大きな細孔容積（〜1.012 cm ³ g ^-1 ）、DOXの高い負荷容量（〜18.43％）の明確な利点を示しています。 NIRはrGO @ Fe ₃の光熱効果を引き起こしました O ₄ ミクロスフェアはオンオフ方式で応答し、高い光熱変換効率を誘導しました。さらに、Fe ₃ O ₄ ミクロスフェア上で優れた腫瘍細胞ターゲティング能力を示した。 rGO @ Fe ₃に基づく化学光熱処理 O ₄ / DOXは、invitroでHela細胞に対して優れた細胞毒性を示しました。私たちの調査によると、rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOXマイクロカプセルは、化学療法と光熱療法を組み合わせた癌治療において大きな可能性を秘めています。

はじめに

癌は世界で最も悪性の病気の1つであり、人間の死の主要な原因です[1、2]。化学療法は一般的にクリニックの癌治療で使用されますが、治療効率の低さや広範な副作用を含むいくつかの重要な問題がその適用を深刻に制限しています[3]。ドラッグデリバリーシステム（DDS）は、薬物の溶解性、バイオアベイラビリティ、および腫瘍の蓄積を高める上で大きな利点を示しており、これらは抗腫瘍効率を大幅に改善することが期待されています[4]。最近、ドラッグデリバリーシステムとして採用されている中空ミクロスフェアは、その大きな表面積と豊富な多孔質構造のためにますます注目を集めており[5、6、7、8]、いくつかの中空ミクロスフェア材料は革新的な技術で設計されています[9、10、11 、12,13]。

新しいタイプの無機遊離金属材料である酸化グラフェン（GO）は、優れた生体適合性、低コスト、簡単な調製などの独自の機能により、ドラッグデリバリーで広く研究されています[14、15、16、17]。特に、酸化グラフェンは、NIR照射によってトリガーされると、光を熱に効果的に変換することができ[18、19、20]、癌の光熱治療効果を改善するための有望な戦略になります。 Chenグループは、GOがπ-πスタッキング、水素結合、静電吸着などの非共有相互作用によって抗がん剤を送達できると報告しています[21]。ただし、2D酸化グラフェンナノシートは、大きな比表面とグラフェン層間のファンデルワールス結合のために凝集する傾向があり[17、22]、水への溶解度が低くなり、薬物負荷能力が低下します。これらの欠点を克服するために、いくつかの戦略が検討されてきました。 Tsukrukグループは、レイヤーバイレイヤーアセンブリ技術を使用してグラフェン中空カプセルを開発しました[23]。これは、他のGO材料と比較して非常に高い薬物負荷を示しました。これは、GOによって安定化された中空カプセルの高い比表面積と大きな細孔容積に寄与する可能性があります。ただし、ドラッグデリバリー用の3次元接続された細孔構造を備えたGOの研究に言及している報告はほとんどありません。

報告されている多くの薬物送達システムは、優れた薬物負荷能力と制御された薬物放出挙動を示していますが、腫瘍組織を標的とする特異性が不十分なため、前臨床研究と応用も限られています[24]。さまざまな創薬ターゲットデリバリーシステムの中で、Fe ₃ O ₄ 、磁気標的材料は、その高い磁気応答、安定した品質、および容易な達成のために癌治療で広く使用されています[25、26、27、28、29]。 NiグループはFe ₃を開発しました O ₄ @SiO ₂ 腫瘍の磁気標的化のための超常磁性特性を備えたコアシェル構造ナノ粒子[30]。さらに、Fe ₃ O ₄ 固定されたGOナノ粒子は、磁気ターゲット送達と光熱療法の組み合わせで十分に研究されてきました[31,32,33,34]。

本研究では、酸化鉄で装飾されたrGO中空ミクロスフェア（rGO @ Fe ₃）を含むDDSプラットフォームを開発するための高度な戦略を報告します。 O ₄ ）磁気標的およびNIRトリガー光熱療法（PTT）用。スキーム1に示されているように、rGO @ Fe ₃ O ₄ 中空ミクロスフェアは3つのステップで調製されました。まず、rGO-SiO ₂ SiO ₂を用いた噴霧乾燥法により合成テンプレートとして、次にrGO中空ミクロスフェアをSiO ₂を除去することによって得ました。 HFエッチングで。その後、Fe ₃ O ₄ ナノ粒子をrGO中空ミクロスフェアに固定してrGO @ Fe ₃を構築しました O ₄ ミクロスフェア。このシステムでは、rGOはNIRによってトリガーされるPTTエージェントとして機能し、Fe ₃ O ₄ Hela細胞に向けて磁気ターゲティング特性を提供できます。ドキソルビシン（DOX）、カプセル化されたミクロスフェア（rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOX）は、細孔吸着とπ-πスタッキングに基づいており、超高薬物負荷容量とpH応答性薬物放出挙動を示すことが期待され、光熱化学療法の組み合わせで抗がん効果を大幅に高めることができます。

材料と方法

資料

塩化鉄六水和物（FeCl ₃ ・h ₂ O）、水酸化ナトリウム（NaOH）、および硫酸第一鉄七水和物（FeSO ₄ ・7H ₂ O）Sinopharm Chemical Reagent Co.、Ltdから購入しました。Hela細胞はTianjin CancerHospitalから購入しました。リン酸緩衝生理食塩水（PBS）_、ドキソルビシン塩酸塩（DOX・HCl）、ダルベッコの最小必須培地（DMEM）、4 '、6-ジアミジノ-2-フェニルインドール（DAPI）、および細胞計数キット-8（CCK-8）は、Solarbio Science and TechnologyCo。から購入しました。、Ltd。SiO₂ （〜300 nm）はShanghai Yuanjiang ChemicalCompanyから購入しました。酸化グラフェン脱イオン水溶液（2 mg / ml）は、Nanjing XianfengCompanyから市販されている製品でした。

rGO @ Fe ₃の準備 O ₄ ミクロスフェア

中空グラフェンミクロスフェアは、SiO ₂を使用した噴霧乾燥法によって調製されました。（300 nm）をテンプレートとして使用します。簡単に説明すると、100 mLのSiO ₂ 懸濁液（50 mg mL ^-1 ）を300 mLのGO水溶液（2 mg mL ^-1 ）にゆっくりと滴下しました。）激しく攪拌しながら、混合溶液を噴霧乾燥機ユニット内で200℃で噴霧乾燥した。続いて、生成物をAr保護下で2時間300°Cに保ち、rGO-SiO ₂ が得られた。 SiO ₂を削除するには、rGO-SiO ₂ 60°Cで48時間HF溶液（10％）に入れました。固体生成物を数回洗浄し、真空乾燥オーブンで60℃で12時間乾燥させたところ、最終的に75％の収率でrGOが得られました。

rGO @ Fe ₃ O ₄ ナノ粒子は共沈法によって調製されました。 rGO @ Fe ₃の合成の一般的なプロセス O ₄ ナノ粒子、0.27 gFeCl ₃ ・h ₂ O、0.28 gFeSO ₄ ・7H ₂ O、および0.1grGO中空ミクロスフェアを10mLの脱イオン水に溶解し、50°Cで30分間撹拌しました。次に、60 mLのNaOH（0.15 mol L ^-1 ）を50℃で12時間連続撹拌しながらゆっくりと加えた。最後に生成物を磁気的に分離し、脱イオン水とエタノールで数回繰り返し洗浄した後、60°Cで真空下で12時間乾燥させました。

構造の特性評価

サンプルのサイズと形態は、フィールドエミッション走査型電子顕微鏡（FE-SEM、日立、S-4800）と透過型電子顕微鏡（TEM、JEM2100F、JEOL）を使用して分析されました。生成物の組成は、X線回折システム（XRD、D8フォーカス、Cu Ka放射線、ブルカー、ドイツ）を介して、10〜80°の範囲で12°/分のスキャン速度で分析されました。また、X線光電子分光法（XPS）は、XPS分光計（Thermo Fisher Scientific、ESCALAB 250Xi、アメリカ）で実行されました。 FTIR（FT-IR、AVATAR360、Nicolet）は、500〜4000 cm ^-1 で記録されました。 4 cm ^-1 の解像度で。磁気測定は、超伝導量子干渉デバイス（SQUID、Quantum Design MPMS）磁力計を使用して室温（300 K）で実行されました。ラマンスペクトルは、ラマン分光器（Renishaw、inVia Reflex、England）と532nmの波長のレーザーを使用して収集されました。 rGOの含有量は、熱重量分析装置（TGA、TA Instruments-water LLC、SDTQ-600）を使用して評価しました。比表面積は、Brunauer-Emmett-Teller（BET）技術を使用して測定されました。 UV-Visスペクトルは、Beckman DU 800核酸/タンパク質アナライザー（Beck-man Instruments、Inc。、カリフォルニア州ローズミード）を使用して記録しました。

DOXのロードとリリース

モデル化学療法薬ドキソルビシンであるDOXは、rGO @ Fe ₃のコアにカプセル化されました。 O ₄ invitroでの抗がん剤の負荷および放出挙動を評価する。 rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOXは、以前の参考資料に従って作成されました。簡単に言うと、10 mL（0.2 mg mL ^-1 ）10mgのrGO @ Fe ₃にDOX水溶液を加えた。 O ₄ 溶液では、混合物を超音波で均質化して、有意な沈殿がないことを保証した。次に、混合物をレシプロシェーカー（SK-O180-Pro）で150rpmの速度で24時間平衡化した。 6000 rpmで10分間遠心分離した後、アンロードされたDOXを除去し、rGO @ Fe ₃の上清を除去しました。 O ₄ / DOXをUV-Vis分光光度計で測定し、ロードされたDOXの量を測定しました。 DOXのODは490nmで記録され、次の式を使用してDOXの負荷効率（LE）と負荷容量（LC）を計算しました。

$$ \ mathrm {LE} =\ left（\ mathrm {total} \ \ mathrm {amount} \ \ mathrm {of} \ \ mathrm {DOX}-\ mathrm {Free} \ \ mathrm {DOX} \ right）/ \ mathrm {total} \ \ mathrm {amount} \ \ mathrm {of} \ \ mathrm {DOX} $$$$ \ mathrm {LC} =\ left（\ mathrm {total} \ \ mathrm {amount} \ \ mathrm {of} \ \ mathrm {DOX}-\ mathrm {Free} \ \ mathrm {DOX} \ right）/ \ mathrm {amount} \ \ mathrm {of} \ mathrm {rGO} @ {\ mathrm {Fe}} _ 3 {\ mathrm {O}} _ 4 / \ mathrm {DOX} $$

DOXのinvitro放出研究は、rGO @ Fe ₃を置くことによって実行されました。 O ₄ / DOX（10 mg）をリン酸緩衝生理食塩水（PBS、30 mL）を含む透析バッグ（MWCO =1000）に入れ、pH 5.4、6.5、または7.4で、37°Cのウォーターバスに入れ、80rpmで振とうします。所定の間隔で、3 mLの放出媒体を収集し、放出されたDOXの量を480nmでのUV-Visを測定することによって計算しました。

rGO @ Fe ₃のNIRトリガー光熱効果 O ₄ ミクロスフェア

rGO @ Fe ₃の影響を監視するには O ₄ NIRによって引き起こされる光熱効果の線量、rGO @ Fe ₃ O ₄ さまざまな濃度の溶液（0.0625、0.125、0.25、0.5、および1 mg mL ^-1 ）2 W cm ⁻² でNIRレーザーを照射しましたそれぞれ5分間。さらに、rGO @ Fe ₃を照射することにより、光熱効果に対するNIRエネルギーの影響を評価しました。 O ₄ （0.25 mg mL ^-1 ）異なるパワー（1 W cm ⁻² 、1.5 W cm ⁻² 、2 W cm ⁻² ）5分間。リアルタイムの温度は、FLIRI5赤外線サーマルカメラを使用して測定されました。

インビトロでの取り込み

Hela細胞を35mm ² に播種しました 1×10 ⁵ の密度の共焦点皿細胞/ウェル。インキュベーター（5％CO ₂）で24時間インキュベートした後、37°C）、培地を除去し、rGO @ Fe ₃を含む新鮮な培地 O ₄ / DOXミクロスフェアとrGO @ Fe ₃ O ₄ 磁石を備えた/ DOXを追加し、さらに5時間培養しました。 rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOX濃度は0.1mg mL ^-1 でした。次に、細胞を冷PBS（pH =7.4）で3回洗浄し、4％パラホルムアルデヒド溶液で20分間固定しました（CLSM、TCSSP5II、Leica、Ernst-Leitz-Strasse、ドイツ）。

細胞生存率アッセイ

これらのミクロスフェアの細胞毒性は、NIR処理後のCCK-8アッセイによって評価されました。 HeLa細胞を96ウェルプレート（5×10 ³ ）に播種しました細胞/ウェル）100μLの培地で5％CO ₂で培養 37°Cで24時間。生体適合性評価については、rGO @ Fe ₃ O ₄ 0.01〜0.2 mg mL ^-1 の濃度範囲でウェルに添加しました。;単一の光熱療法グループの場合、rGO @ Fe ₃ O ₄ 0.01〜0.2 mg mL ^-1 の濃度範囲で添加しました、およびNIR光照射を10分間適用します（2 W cm ⁻² 、808 nm）;光熱化学療法を組み合わせたグループの場合、rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOXはrGO @ Fe ₃の濃度範囲で追加されました O ₄ / DOX 0.01〜0.2 mg mL ^-1 、およびNIR光照明を10分間適用します（2 W cm ⁻² 、808 nm）。細胞は24時間または48時間培養されていました。その後、細胞をPBSで洗浄し、10μLのCCK-8溶液を含む100μLのDMEM培地でさらに40分間インキュベートしました。生存率は、450nmの波長でマイクロプレートリーダーを使用して検出されました。すべての実験は3回実施されました。

結果と考察

合成と形態の特性評価

rGO @ Fe ₃の準備 O ₄ ミクロスフェアは3つのステップで実行されました。まず、rGO-SiO ₂ ミクロスフェアは、SiO ₂を使用した噴霧乾燥によって合成されました。テンプレートとして。 rGO-SiO ₂の形態ミクロスフェアはSEMとTEMによって特徴づけられました。図1aに示すように、rGO-SiO ₂ 直径3μmのミクロスフェアは均一な球形を示し、多くの密集したSiO ₂で構成されていました。ナノ粒子（〜300 nm）。 TEMデータと動的光散乱によって測定された流体力学的直径も結果を確認しました。（図1d、g）。次に、SiO ₂を除去することにより、中空のrGOミクロスフェアを取得しました。 rGO-SiO ₂から 300°Cで加熱し、HFエッチングを行います。 SiO ₂により、細孔径が約300nmの明らかな細孔が観察されました。溶解（図1b、e）。最後に、Fe ₃ O ₄ 磁気標的能力のおかげで、共沈法によって多孔質rGOに装飾されました。 SEMおよびTEMの観察は、Fe ₃後の細孔サイズの顕著な減少を示しました。 O ₄ 負荷が得られ（図1c、f）、薬物送達と制御された薬物放出の実現可能性が提供されました。特に、rGO-SiO ₂の粒子サイズと流体力学的サイズ分布、rGO、rGO @ Fe ₃ O ₄ これらの治療中に目に見える変化はもうありません（図1g、h、i）。

構造と構成の特性評価

rGO @ Fe ₃の準備が成功したことをさらに確認するには O ₄ 、EDSを用いたSEMを使用して、ミクロスフェアの構造と組成を調査しました。 rGO @ Fe ₃のEDS画像 O ₄ は、元素のO、Fe、およびCのエネルギー損失ウィンドウで非弾性散乱電子を視覚化することによって特徴付けられ、異なる色の領域は、それぞれ実際の構造のO、Fe、およびCに富む位置を表します。図2aとbに示すように、FeとOはrGO @ Fe ₃に広く分布していました。 O ₄ 高い負荷密度のミクロスフェア。図2dは、Fe ₃ O ₄ ナノ粒子は直径約18nmのrGOに均一に分散し、rGO @ Fe ₃の細孔径が急激に減少します。 O ₄ ミクロスフェア。選択された領域の電子回折（SAED）パターンは、Fe ₃の存在をさらに検証しました。 O ₄ rGO（図2e）では、面心立方の220、311、400、511、および440面に割り当てられた2.98 nm、2.53 nm、2.09 nm、1.62 nm、および1.49nmの面間隔での特徴的な共振Fe ₃の相 O ₄ 、それぞれ。ピークは、Fe ₃に対応する220、311、400、511、および440に現れました。 O ₄ XRDスペクトルでも検出され、SAEDの結果と一致していました（図2c）。ただし、Fe ₃ O ₄ およびγ-Fe₂ O ₃ 特徴的なピークの同じ位置について、XRDパターンによって独立して区別することはできませんでした[35]。 XPSの結果は、Fe2p _1/2に対応する725.9 / 724.5eVおよび714.1 / 711.0eVに主なピークがあることを示しました。およびFe2p _3/2 rGO @ Fe ₃の O ₄ （図2g、h）、それぞれ、Fe ³⁺ の共存を示しますおよびFe ²⁺ Fe ₃で O ₄ [36]。熱重量分析（TGA）分析を実行して、rGO @ Fe ₃でのrGOの熱劣化挙動を監視しました。 O ₄ サンプルを800°Cに加熱し、空気雰囲気で100°Cに冷却することにより、ミクロスフェアを生成します（図2f）。質量損失曲線は、rGO @ Fe ₃におけるrGOの脱水領域（40-300°C）と脱気領域（300-800°C）を含む2つの異なる質量損失領域を示しました。 O ₄ 、サンプルから計算された炭素含有量は25.6 wt。％でした。

rGO @ Fe ₃の磁気特性 O ₄ ミクロスフェアは、超伝導量子干渉デバイスを使用して調査されました。磁場は、室温で-20,000〜20,000Oeのスキャン範囲で伝導されました。図2iは、Fe ₃の飽和磁化（Ms）値と強制磁場（Hc）値を示しています。 O ₄ は66.6emu g ^-1 および9.3Oe。 Fe ₃をロードした後 O ₄ rGOに、rGO @ Fe ₃のMs値とHc値 O ₄ ミクロスフェアは33.9emu g ^-1 に減少しましたおよび7.44Oe。磁気飽和の著しく減少は、rGO @ Fe ₃のrGOの反磁性特性に寄与する可能性があります。 O ₄ ミクロスフェア。さらに、rGO @ Fe ₃の選択的凝集能力 O ₄ ミクロスフェアは、磁気分離実験によって直感的に実行されました。 Fe ₃の懸濁液 O ₄ およびrGO @ Fe ₃ O ₄ ミクロスフェアを外部磁石で2分間バイアルに入れ、懸濁液を磁石側に濃縮することができ、水溶液が透明になりました。磁石を外すと、rGO @ Fe ₃ O ₄ ミクロスフェアはゆっくりと振とうした後、再び均一に分散し、rGO @ Fe ₃ O ₄ 優れた水分散能力のメリットを保持するミクロスフェア。優れた水分散能力と磁気応答特性は、rGO @ Fe ₃の磁気ターゲットアプリケーションに道を譲りました。 O ₄ 薬が癌治療に運ばれるように。

光熱効果分析

組織へのより深い浸透とNIRの周囲組織への損傷が少ないことを考慮して、NIR応答性光熱療法が腫瘍治療にしばしば採用されました。したがって、rGO @ Fe ₃の光熱変換挙動 O ₄ さまざまな濃度とさまざまな出力密度の水溶液を、808nmで5分間のNIRレーザー照射下で記録しました。図3a、bは、rGO @ Fe ₃の温度上昇を示しています。 O ₄ 濃度とレーザー出力密度に大きく依存していました。ミクロスフェアの濃度が1mg mL ^-1 までの場合、2 W cm ^-2 で5分間のNIRレーザー照射下で、温度が27.9°Cから70.3°Cに上昇しました。、PBSグループの温度が31.7から36.2°Cに上昇しました。 rGO @ Fe ₃の高い光熱変換効率 O ₄ 50°Cに4〜6分間さらされると、細胞内のタンパク質の変性とDNA損傷が発生する（発生する）という以前の報告によると、腫瘍の光熱治療に大きな可能性があります[21、37]。 rGO @ Fe ₃の光熱変換挙動を直感的に表示する O ₄ 、IRサーモグラフィを実施し、結果を図4cに示しました。 rGO @ Fe ₃ O ₄ 1 mg mL ^-1 の濃度の溶液 5分間のNIR照射後、急速に70.3°Cに上昇しましたが、水グループには明らかな変化はなく、温度測定の結果と一致していました。さらに、rGO @ Fe ₃の光熱安定性 O ₄ 2 W cm ⁻² で808nmレーザーを使用してレーザーのオン/オフ手順を実行することによって研究されました 6サイクル（図3d）。同じ温度上昇が得られ、rGO @ Fe ₃の完全なNIR光熱安定性を示しています。 O ₄ コンポジット。これらの結果は、rGO @ Fe ₃ O ₄ 癌の光熱治療のための光熱剤として大きな期待を抱いているミクロスフェア。

薬物のロードとリリース

rGO @ Fe ₃の表面積と細孔径 O ₄ BETおよびBJH分析によって評価されました（図2a、b）。 N ₂ 吸脱着曲線タイプは等温IVタイプで、表面積と細孔径は120.7 m ² でした。 g ^-1 、2-8nmおよび1.012cm ³ g ^-1 、それぞれ。結果は、rGO @ Fe ₃ O ₄ メソポーラスチャネルと平均細孔径分布を備えており、抗腫瘍薬の負荷に大きな可能性を示しています。次に、rGO @ Fe ₃ O ₄ 多孔質構造のミクロスフェアは、単純に混合してわずかに超音波処理することにより、モデル化学療法薬ドキソルビシンをロードするために使用されました。 ATR-FTIR分析により、rGO @ Fe ₃へのDOXの安定した取り込みがさらに検証されました。 O ₄ 1726 cm ^-1 でのDOXの-COOHおよびベンゼン基の特徴的な共鳴によるおよび1618cm ^-1 （図4c）。走査型電子顕微鏡（SEM）観察は、DOXに割り当てられたN元素の新しい信号が、DOX負荷後にミクロスフェアに均一に分布することを示しました（図4d、e）。さらに、rGO @ Fe ₃のDOX負荷効率（LE）と負荷容量（LC） O ₄ / DOXはそれぞれ92.15％と18.43％でした。 rGO @ Fe ₃の著しく高いLC O ₄ / DOXは、多くの薬物担体よりも、非常に高い表面積と細孔サイズに寄与する可能性があります[19]。 rGO @ Fe ₃の高いLE O ₄ / DOXは、2つの側面に起因する可能性があります。1つは、rGO @ Fe ₃です。 O ₄ rGO @ Fe ₃のsp2混成π結合間の強力なπ–πスタッキングによってDOXと相互作用できます。 O ₄ DOXのキニーネ部分[21]、およびもう1つは、rGO @ Fe ₃のカルボン酸（–COOH）、ヒドロキシル（–OH）基の間に水素結合を形成できることです。 O ₄ およびアミン（–NH ₂ ）、DOXのヒドロキシル（–OH）基。次に、腫瘍および正常組織の細胞外環境を模倣するために、pH 7.4、6.5、および5.4のPBSでのDOX放出挙動をモニターしました。図4fに示すように、pHを7.4から5.4に調整すると、DOXの放出速度が加速し、pH 5.4での持続的なDOX放出は、98時間の処理後に最大73％になる可能性があります。したがって、rGO @ Fe ₃からのDOXの累積リリースプロファイル O ₄ pH依存的に示した。酸性条件下でのこの加速放出は、DOXのヒドロキシル基とアミン基の部分的なプロトン化が原因である可能性があり、薬物の溶解度が高くなり、DOXとグラフェン間の水素結合が弱まります[38]。さらに、invitroでのNIR応答性DOX放出挙動についても研究しました。図4gに示すように、DOXの放出はNIR放射によって加速され、DOXの放出率は最大85％でした。このpHおよびNIR刺激応答挙動は、腫瘍部位への効果的な薬物送達において重要な役割を果たします。

インビトロ細胞取り込み

Fe ₃の磁気ターゲティング能力を検証する O ₄ rGO @ Fe ₃で O ₄ ミクロスフェア、磁場処理の有無にかかわらず細胞取り込み実験は、共焦点レーザー走査顕微鏡（CLSM）によって定性的に調査されました。 Hela細胞をrGO @ Fe ₃とインキュベートしました O ₄ / DOXを4時間、Helaの核をDAPIで染色しました。図5の結果は、rGO @ Fe ₃に対応するブラックスポットを示しています。 O ₄ ミクロスフェアとDOXに割り当てられた明らかな細胞内赤色蛍光シグナルがrGO @ Fe ₃で観察されました O ₄ 磁場処理を施したグループ。対照的に、rGO @ Fe ₃の場合、ブラックスポットが少なく、DOX蛍光が弱くなります。 O ₄ 磁場負荷のないグループ。説明は、rGO @ Fe ₃に起因するブラックスポットである可能性があります。セルに内在化されたO4は磁石によって促進される可能性があります。結果は、rGO @ Fe ₃のFe3O4が O4 / DOXは、Hela細胞を特異的に効率的に標的化し、ミクロスフェアの細胞内在化を大幅に強化することができ、癌治療におけるドラッグデリバリーシステムの好ましい磁気標的化能力を示しています。

インビトロ細胞毒性分析

rGO @ Fe ₃の生体適合性 O ₄ Hela細胞に対するCCK-8アッセイを使用して評価しました。図6aに示すように、rGO @ Fe ₃とのインキュベーション後 O ₄ さまざまな濃度で、200μgmL^-1 までの高濃度でも細胞生存率は90％を超えていました。、結果は、rGO @ Fe ₃ O ₄ 高い生体適合性を示し、効率的なドラッグデリバリープラットフォームとして機能する可能性があります。 rGO @ Fe ₃の光熱治療効果 O ₄ NIR光照射（808 nm NIRレーザー、10分）下でHela細胞と24時間および48時間インキュベートした後、さらに調査しました。図6bに示すように、光毒性は明らかにNIR刺激に用量依存的であり、細胞生存率は24時間で90.37から35.52％に、48時間で93.77から31.75％に減少し、rGO @ Fe _{3を意味します。} O ₄ 優れた光毒性を有し、光熱療法において大きな期待を抱いています。光熱化学療法の相乗的な治療効果を推定するために、rGO @ Fe ₃の細胞毒性 O ₄ NIR照射の有無によるHela細胞に対する/ DOXを研究しました。図6c、dに示すように、細胞生存率は濃度依存的かつ時間制御された方法を示しました。 Hela細胞の約65％と80％がrGO @ Fe ₃によって殺されました O ₄ / DOX、NIR照射なしおよび24時間でのDOX、rGO @ Fe ₃の腫瘍殺傷能力の低下 O ₄ / DOXと無料のDOXの比較は、rGO @ Fe ₃のDOXリリース動作の遅延が原因である可能性があります。 O ₄ / DOXミクロスフェア。 NIRレーザー照射（808 nmNIRレーザー、10分）後、rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOXとレーザーグループは、同等の線量のDOX（30μgmL^-1 ）で86％以上の細胞を死滅させました。）。同様の結果は、同じ処理細胞を48時間使用した後でも観察でき、DOX、rGO @ Fe ₃の細胞生存率が低下しました。 O ₄ / DOX、rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOXとNIR照射群はそれぞれ80％、76％、90％であり、光熱療法と化学療法の併用による相乗効果を示しています。

結論

要約すると、rGOベースのドラッグデリバリープラットフォームrGO @ Fe ₃を構築するための簡単な戦略を検討しました。 O ₄ 相乗的な光熱化学療法のための/ DOX。 rGO @ Fe ₃ O ₄ / DOXミクロスフェアは、優れたNIRトリガーPTT効果と完全なNIR光熱安定性を示しました。 Fe ₃ O ₄ ミクロスフェア上で優れた腫瘍細胞ターゲティング能力を確保しました。 DOXはrGO @ Fe ₃にカプセル化できます O ₄ 超高薬物負荷容量とpH応答性薬物放出挙動を同時に達成することができます。さらに、化学療法と光熱療法を組み合わせた場合、抗腫瘍効率の向上が達成されました。したがって、この多機能ドラッグデリバリープラットフォームは、将来の腫瘍標的化および組み合わせ癌治療の有望な候補となる可能性があります。