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板栗多糖-硒纳米粒子复合物的制备、表征及抗肿瘤活性研究

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板栗多糖-硒纳米粒子复合物的制备、表征及抗肿瘤活性研究

中国化学会第30届学术年会-第二十八分会：化学生物学

作者：李红燕王应杏李胜辉王书香张金超河北大学化学与环境科学学院药物化学与分子诊断教育部重点实验室

探讨板栗多糖纳米硒的制备及其在体外对宫颈癌HeLa细胞生长和凋亡的作用机制。以板栗多糖为软模板制备多糖纳米硒并进行化学表征,体外以宫颈癌HeLa细胞为研究对象,MTT法检测板栗多糖及其纳米硒复合物对肿瘤细胞的抑制作用,流式细胞仪检... 详细信息

探讨板栗多糖纳米硒的制备及其在体外对宫颈癌HeLa细胞生长和凋亡的作用机制。以板栗多糖为软模板制备多糖纳米硒并进行化学表征,体外以宫颈癌HeLa细胞为研究对象,MTT法检测板栗多糖及其纳米硒复合物对肿瘤细胞的抑制作用,流式细胞仪检测细胞周期、细胞凋亡、活性氧水平、线粒体膜电位和Caspase-3蛋白的表达。从板栗种仁中提取得到水溶性的α-D-1,6-葡聚糖(CPA),其分子量约为2×10kDa。以不同浓度的CPA为模板(0.1,1,5,10 mg/mL),室温采用抗坏血酸还原亚硒酸钠的方法制备多糖纳米硒(CPA-SeNPs)。TEM检测发现CPA为5.0mg/mL时,多糖纳米硒的水溶性和分散性较好,其粒径为50 nm。ICP-AES测得硒含量为171.4 mg/g。体外肿瘤细胞实验证明,CPA-SeNPs较CPA对HeLa细胞具有较强的增殖抑制作用,可将细胞周期阻滞于G2/M期并可诱导HeLa细胞凋亡。此外,CPA-SeNPs还可通过升高细胞内活性氧水平,降低线粒体膜电位和激活Caspase-3诱导HeLa细胞发生凋亡。板栗多糖纳米硒较板栗多糖对HeLa细胞具有较强的增殖抑制作用,这对宫颈癌的治疗具有潜在的应用价值。

关键词：板栗葡聚糖硒纳米粒子抗肿瘤凋亡

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富硒蛋白生物研究获得新突破

富硒蛋白生物研究获得新突破

黄芪多糖纳米硒的复合及其对HepG2细胞的毒性研究

中国食品报

作者：高乐

本报讯中国科学院天津工业生物技术研究所营养资源合成生物学研究团队日前在富硒蛋白生物创制及机制解析方面取得重要突破。硒是一种对人类和动物健康至关重要的必需微量元素，在抗氧化、免疫调节等方面发挥着重要作用。在自然界中，... 详细信息

本报讯中国科学院天津工业生物技术研究所营养资源合成生物学研究团队日前在富硒蛋白生物创制及机制解析方面取得重要突破。硒是一种对人类和动物健康至关重要的必需微量元素，在抗氧化、免疫调节等方面发挥着重要作用。在自然界中，硒以硒化物、元素硒、亚硒酸盐和硒酸盐等......

关键词：硒蛋白有机硒生物研究硒纳米粒子米曲霉菌无机硒

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黄芪多糖纳米硒的复合及其对HepG2细胞的毒性研究

作者：焦健双天津科技大学

学位级别：硕士

在本课题中,利用黄芪多糖与亚硒酸钠和维生素C反应,合成了两种新型的黄芪多糖纳米硒,并对其表面特征和体外抗肿瘤活性进行了研究,为寻求新的抗肝癌药物提供了理论依据。在亚硒酸钠和维生素C的氧化还原体系下,利用两种不同分子量的黄芪... 详细信息

在本课题中,利用黄芪多糖与亚硒酸钠和维生素C反应,合成了两种新型的黄芪多糖纳米硒,并对其表面特征和体外抗肿瘤活性进行了研究,为寻求新的抗肝癌药物提供了理论依据。在亚硒酸钠和维生素C的氧化还原体系下,利用两种不同分子量的黄芪多糖作为稳定剂和分散剂,复合而成了分散性良好且较为稳定的硒纳米粒子。首先,对合成的两种黄芪多糖纳米硒进行表征,结果显示,当维生素C与亚硒酸钠的摩尔比为4:1、低分子量黄芪多糖(LAPS:2.1×103 Da)和高分子量黄芪多糖(HAPS:1.61×106 Da)浓度为2mg/mL,多糖与亚硒酸钠的质量比分别为20:1和15:1时,溶液均为橙红色,展现出均匀的球形结构,可以在4℃冰箱黑暗处保存35天不发生沉淀。此外,通过纳米粒径仪和Zeta电位分析仪得知,低分子量黄芪多糖纳米硒(LAPS-SeNPs)和高分子量黄芪多糖纳米硒(HAPS-SeNPs)的粒径分别为:35.30 nm和62.10 nm,电位分别为-37.08 mV 和-25.36 mV。针对LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs的抗肿瘤活性对HepG2细胞进行体外实验,结果表明,两种黄芪多糖纳米硒诱导HepG2细胞凋亡呈现剂量依赖性。通过倒置显微镜、Hoechst 33258染色发现LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs使HepG2细胞出现了体积缩小、核固缩、细胞碎片化等典型的凋亡形态变化。Annexin V-FITC/PI双染实验表明LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs处理后的细胞,随着加药浓度的增加,细胞存活率分别从98.96%逐渐下降到14.21%以及从98.46%逐渐下降至34.70%。细胞活性氧实验表明,LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs处理后HepG2细胞的荧光强度明显增强,且呈现剂量依赖性,细胞内活性氧水平分别由未处理组的1.05%升高到86.91%,以及从未处理组的2.74%逐渐升高到69.92%,表明活性氧作为关键介质参与了黄芪多糖纳米硒诱导的细胞凋亡。细胞周期分布显示HepG2细胞的细胞周期被阻滞在S期,G0/G1期也有不同程度的下降。此外,JC-1实验显示LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs能够降低HepG2细胞的线粒体膜电位。蛋白质免疫印迹实验均证实LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs诱导HepG2细胞的抗凋亡蛋白Bcl-2表达下调、促凋亡蛋白Bax表达上调以及促进Cytochrome C的释放,这说明LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs均可通过线粒体途径加速细胞凋亡。以上实验数据表明,利用黄芪多糖作为稳定剂和分散剂制备的LAPS-SeNPs和HAPS-SeNPs具有显著的抗肿瘤作用,这为开发新的治疗肝癌药物奠定了理论基础。

关键词：黄芪多糖硒纳米粒子 HepG2细胞抗肿瘤活性

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金、硒纳米微粒体系的光谱特性研究

金、硒纳米微粒体系的光谱特性研究

作者：刘凤志广西师范大学

学位级别：硕士

第一部分：在沸水加热及稳定剂聚乙烯醇存在下，用水合肼还原Se(IV)制备了橙红色的硒纳米粒子。其呈球形，平均粒径为12 nm。研究了硒纳米粒子的吸收光谱和共振散射光谱，它在580nm产生一个吸收峰;在470 nm和570nm处产生二个瑞利散射... 详细信息

第一部分：在沸水加热及稳定剂聚乙烯醇存在下，用水合肼还原Se(IV)制备了橙红色的硒纳米粒子。其呈球形，平均粒径为12 nm。研究了硒纳米粒子的吸收光谱和共振散射光谱，它在580nm产生一个吸收峰;在470 nm和570nm处产生二个瑞利散射峰，其中570nm处的瑞利散射峰是由于硒纳米粒子量子呈色效应产生的特征瑞利散射峰即共振散射峰（或共振瑞利散射峰），470 nm峰主要由于光源在470 nm处有最强发射所致。探讨了溴酚蓝、甲基橙、溴甲酚紫等染料分子吸收对硒纳米粒子共振散射光谱影响。理论和实验表明, 溴酚蓝、甲基橙、溴甲酚紫等染料分子的非弹性吸收是产生瑞利散射峰和瑞利散射谷的一个重要原因。第二部分：水浴加热氯金酸-荧光素类染料-柠檬酸三钠体系20 min后，体系发生荧光猝灭，生成了以荧光素类染料为核，金为包裹层的[(FD)m]nucleus[(Au)n]shell复合纳米粒子。研究了纳米反应体系的吸收光谱、荧光光谱、同步扫描光谱。实验结果表明，体系发生荧光猝灭后，生成的复合纳米粒子的吸收光谱和金纳米粒子的吸收光谱相似;其共振散射光谱和金纳米粒子的共振散射光谱相似，都在580nm出现特征共振散射峰，即二者具有相同的固相（金）-液相界面。高效液相色谱表明，荧光素(FR)在tR=3.8min处有一色谱峰;[(FD)m]nucleus[(Au)]shell复合纳米粒子和金纳米粒子一样没有荧光素色谱峰。在荧光素溶液中加入金纳米粒子后，荧光素在510nm处的荧光峰猝灭，但它在tR=4.2min处有一色谱峰，这进一步表明了复合纳米粒子的结构是核-壳型结构。[(FD)m]nucleus[(Au)]shell复合纳米粒子的形成是导致体系荧光猝灭和共振散射效应的根本原因。第三部分采用吸收光谱、荧光光谱、共振散射光谱研究了金纳米粒子-氯化钾体系、金纳米粒子-荧光素-氯化钾体系、金纳米粒子-罗丹明6G -氯化钾体系的光谱特性。对于金纳米粒子-氯化钾体系，金胶所带负电荷能被钾离子所带正电荷

关键词：硒纳米粒子金纳米粒子 [(FD)m]nucleus[(Au)]shell复合纳米粒子荧光染料(FD) 分子吸收非弹性吸收荧光猝灭瑞利散射吸收光谱

钛金属医用植入物表面含硒功能涂层的制备及生物学性能研究

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钛金属医用植入物表面含硒功能涂层的制备及生物学性能研究

作者：刘石河北工业大学

学位级别：硕士

骨科植入物被广泛用于骨缺损的治疗中,其中钛由于自身良好的力学性能和生物相容性成为广泛使用的骨科植入物之一。近年来的研究表明尽管钛金属植入物可以满足植入部位支撑的作用,但面临着植入后感染和氧化应激生成活性氧(ROS)和导致炎... 详细信息

骨科植入物被广泛用于骨缺损的治疗中,其中钛由于自身良好的力学性能和生物相容性成为广泛使用的骨科植入物之一。近年来的研究表明尽管钛金属植入物可以满足植入部位支撑的作用,但面临着植入后感染和氧化应激生成活性氧(ROS)和导致炎症的问题。因此,对钛金属表面进行改性赋予其抗细菌黏附性和抗氧化性能是有效的解决方案。硒(Se)作为人体内的一种微量元素,被普遍认为具有较好的生物活性和生物安全性,尤其是硒纳米粒子(Se NPs)已被证明具有良好的生物相容性和一定的抑菌性、抗氧化活性。受此启发,拟在钛金属医用植入物表面构建出含硒复合涂层以提高钛金属表面的抗细菌黏附性和抗氧化性能。该方案的难点在于如何在钛和硒复合涂层间形成稳定的界面结合力。已报道的Se NPs沉积法存在结合力不足的问题,无法匹配复杂的植入环境。为此,本文研究了两种新的具有工程化潜力的构建路径,并验证了所构建出的硒复合涂层的抗细菌黏附性和抗氧化性能。首先基于飞秒激光加工速率高效以及热损伤小的优势,开发了钛金属表面原位诱导Se NPs快速沉积的技术,并研究了不同加工速率对于Se NPs涂层均匀性的影响。实验结果表明0.2 mm/s加工速率可实现Se NPs涂层的均匀制备,并且制备出的涂层与钛基底的结合力为3.2 N,高于Se NPs沉积法制备出涂层(0.15 N)。此外,与碱处理的钛相比,飞秒激光诱导的Se NPs涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的黏附率分别下降了68.50%和55.17%。由于Se的负载,改性钛金属表面对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基清除率达到80.73%,远高于碱处理的对照组(8.45%)。但是飞秒激光诱导的Se NPs涂层对成骨细胞(MC3T3-E1)存在一定的细胞毒性。第二种构建路径是以Se NPs为原料,随后通过微弧氧化(MAO)路径在钛金属表面制备出含硒功能涂层。该路径的难点之一在于Se NPs的量产和快速收集。为此,基于氧化锌(Zn O)与Se NPs的电荷相互作用研发了可快速简易收集氧化锌-硒(Zn O-Se)纳米粒子的制备方法。结果证明,随着Se NPs悬浮液浓度和Se/Zn摩尔比的增加,制备出的Zn O-Se中的Se以球形和纳米线的两种结构形式存在,而且Se的负载使得Zn O-Se具有良好的抗氧化性能和生物相容性。在此基础上,以所获得的Zn O-Se为原料通过MAO路径在钛金属表面制备Zn O-Se涂层。实验结果表明当电解液中的Zn O-Se的添加量为5 g/L时,涂层厚度达到16.71μm,涂层结合力达到22.55 N,并且对DPPH自由基的清除率为6.51%,远高于未添加Zn O-Se的对照组的涂层厚度(5.14μm),涂层结合力(3.85N)和DPPH自由基清除率(2.09%)。此外,以5 g/L的Zn O-Se添加量制备出的涂层与对照组相比对金黄色葡萄球菌的黏附率下降85.58%,并且展现出良好的生物相容性。综上所述,本论文通过飞秒激光和MAO两种不同路径构建出的含硒涂层都具备良好的抗氧化和抗细菌黏附性,但是基于生物相容性的考量,MAO路径构建出的含硒涂层更符合钛金属表面改性的需求,该方案为提高钛金属植入物抗感染和抗氧化应激能力提供了潜在的解决策略,具有较好的应用前景。

关键词：钛硒纳米粒子抗细菌黏附抗氧化表面改性飞秒激光微弧氧化

超声作用下虎乳灵芝多糖的胶体行为及其硒化改性后的结构、生物活性的研究

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超声作用下虎乳灵芝多糖的胶体行为及其硒化改性后的结构、生物活...

作者：蔡文斐华中农业大学

学位级别：硕士

虎乳灵芝(Lignosus rhinocerotis)是一类食药两用的真菌,多糖类化合物是其中含量最丰富的活性组分之一。课题组前期研究发现虎乳灵芝多糖(LRP)体系可由溶液向胶束转变,因此本文借助荧光芘探针和原子力显微技术进一步研究LRP的溶液胶体行... 详细信息

虎乳灵芝(Lignosus rhinocerotis)是一类食药两用的真菌,多糖类化合物是其中含量最丰富的活性组分之一。课题组前期研究发现虎乳灵芝多糖(LRP)体系可由溶液向胶束转变,因此本文借助荧光芘探针和原子力显微技术进一步研究LRP的溶液胶体行为,以及超声对LRP的溶液凝胶转变和分子形态的影响;同时超声辅助制备了虎乳灵芝多糖硒纳米复合物(LRP-SeNPs),探究超声在LRP-SeNPs复合体系的结构形态和稳定性的作用机制,以及超声对LRP-SeNPs的抗氧化活性和非酶糖基化抑制作用的影响。本文不仅阐述了超声对大分子聚集态结构的作用机制,而且为后续LRP及LRP-SeNPs作为食药保健产品的开发利用奠定基础。主要的研究结果如下:1.由荧光芘探针图谱可知LRP随着浓度的增加由溶液向胶束转变,体系存在临界缔合浓度(CAC)。进一步通过荧光芘探针法探究25℃下不同的超声时间(0、1、10和60 min)对LRP溶液形成凝胶的CAC的影响。结果显示随着超声时间的延长(0-10 min),LRP的CAC会减小(2.5→1.8 mg/mL),即加速凝胶的形成;当超声时间达到60 min,LRP体系结构遭到破坏,溶液变浑浊。此外测定了不同温度(4和25℃)下LRP溶液的CAC,发现温度过低(4℃),会导致CAC增大,即抑制凝胶的形成,表明4℃时LRP的稳定性较好,25℃是较为合适的凝胶形成温度,25℃下超声10 min的LRP溶液在较低浓度下(1.8mg/mL)可形成胶束。2.采用原子力显微镜(AFM)对25℃下不同超声处理时间的LRP进行观察,发现未超声处理的LRP,其分支链会进行自发的缠结,当缠结到一定程度时,会集聚成球。球状聚集体导致了分子内空间位阻的增大,不利于疏水微区的形成,芘分子难以进入到疏水微区内部,I/I值较大且下降较慢。随着超声时间的延长,原本以球形聚集体为主的LRP会不同程度的解缠结,变成一个个单独的分支链,这些单独的分支进一步会发生不同程度的交叉重叠形成一个网络结构,整个体系稳定性增加。超声空化有效减小了分子内的空间位阻,促进了LRP疏水表面的缔合,体系内产生了大量的疏水微区,有利于芘分子增溶进入疏水微区,I/I快速下降,CAC值减小为1.8 mg/mL。但当超声时间进一步延长,整个网络结构体系会被破坏,LRP分子形成球形或者不规则的大聚集体。结果表明超声10 min,LRP形成均匀支链搭建的网络结构,塑性较强,稳定性较好。3.采用AFM对LRP在DMSO和0.25 mol/L的DMSO/LiCl体系中结构进行观察,发现LRP在DMSO和DMSO/LiCl体系中呈现粒径20-40 nm的球形颗粒。相比于水溶液体系,LRP在DMSO和DMSO/LiCl体系中粒径更小,分布更加均一且无明显聚集,表明DMSO和DMSO/LiCl体系有利于LRP的稳定。4.以支化结构的LRP为模板,超声辅助制备了稳定的LRP-SeNPs。采用UV-VIS,FT-IR,XRD,DLS,EDX,TEM和HRTEM等方法探究超声对不同Se/LRP比值下LRP-SeNPs的粒径,形态分布和稳定性的影响。结果显示Se与LRP以物理吸附的方式结合,并没有破坏化学键。同时,超声使得LRP-SeNPs的粒径变小,粒径集中分布在70-200 nm范围,分布更均一,稳定性提高。由于超声空化效应,支化LRP的缠结链被部分解开,其致密的线团结构变得松散。使得SeNPs容易扩散到LRP内部分支并稳定于分支链中,而不是聚集在LRP表面。超声处理的LRP-SeNPs的最小粒径约为50 nm,Se/LRP比为1/10和1/15时具有最佳的稳定性,可以稳定储藏16天且粒径保持在200 nm以内。结果表明,超声在LRP-SeNPs的粒子分散、尺寸控制、稳定性等方面起着至关重要的作用。5.研究了LRP-SeNPs的抗氧化活性和非酶糖基化抑制作用,对其结构与活性关系以及超声的作用进行了探讨。结果表明,LRP-SeNPs清除ABTS、DPPH自由基的能力皆强于单一的LRP,并且超声处理能显著提高自由基清除能力。其中Se/LRP比为1/10对ABTS和DPPH自由基的清除率分别为52.24%,22.09%,经过超声处理以后清除率分别提高到83.18%,52.31%。这主要归因于超声可以减小LRP-SeNPs的尺寸,增加比表面积,从而提供足够的活性位点与自由基反应,抑制氧化反应。采用荧光光谱仪和SDS-PAGEs从糖基化反应的不同阶段研究超声处理的虎乳灵芝多糖硒纳米复合物U-LRP-SeNPs对糖基化过程的抑制作用。研究表明,终浓度为0.6 mg/mL U-LRP-SeNPs能有效抑制糖基化反应中后期的二羰基化合物的形成,其中Se/LRP比为1/15和1/10时,抑制率分别为50%

关键词：超声虎乳灵芝多糖胶体行为硒纳米粒子粒径大小稳定性抗氧化活性非酶糖基化

天冬氨酸修饰的纳米硒(PEG2000-ASP@Se)对间充质干细胞增殖与分化能力的影响

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安徽农业大学学报 2018年第6期45卷 1107-1111页

作者：郑楚萍陶涛张依李凌剑季红陈法江广州医科大学广州511436

采用天冬氨酸(ASP)加以聚乙二醇(PEG2000)修饰制备纳米硒(PEG2000-ASP@Se)并评价其对间充质干细胞(h MSCs)的增殖与分化的影响。实验制备所得PEG2000-ASP@Se纳米粒子通过投射电子显微镜观察其外貌特征,并采用马尔文粒度仪检测其水合粒... 详细信息

采用天冬氨酸(ASP)加以聚乙二醇(PEG2000)修饰制备纳米硒(PEG2000-ASP@Se)并评价其对间充质干细胞(h MSCs)的增殖与分化的影响。实验制备所得PEG2000-ASP@Se纳米粒子通过投射电子显微镜观察其外貌特征,并采用马尔文粒度仪检测其水合粒径。表征结果显示,该纳米粒子具有较好的分散性,其水溶液稳定性较好,水合粒径约为(154±2)nm。根据MTT实验数据,PEG2000-ASP@Se纳米对干细胞增殖能力影响较小。此外,借助流式细胞术,使用Annexin V-FITC/PI双染探针检查纳米是否会导致干细胞凋亡。并检测纳米作用下干细胞内活性氧水平变化情况,从而进一步证实该纳米粒子具有较小的毒副作用。为探究该纳米粒子对干细胞分化潜能的影响作用,使用茜素红染色定性分析干细胞成骨分化过程中产生的矿化结节。上述实验表明,PEG2000-ASP@Se是一个具有良好细胞相容性,毒性较小的促进干细胞成骨分化的纳米药物。

关键词：硒纳米粒子间充质干细胞成骨分化