FePO4 나노입자는 생체적합성, 높은 생체이용률, 자기적 특성 및 불리한 관능 효과를 일으키지 않는 우수한 감각 성능 때문에 식품 강화 및 생물 의학 영상에 특히 관심이 많습니다. 이러한 특성은 약물 전달에서도 바람직합니다. 여기에서 FePO4를 살펴보았습니다. 최적의 약물 로딩이 26.81% ± 1.0%인 항암제, 독소루비신의 전달 매개체로서의 나노입자. 이 로딩은 Fe 3+ 의 형성을 더욱 강화합니다. FePO4의 형성을 초래하는 독소루비신 복합체 -DOX 나노입자. FePO4 -DOX 나노입자는 최대 80 µg/mL 농도에서 70% 이상의 생체적합성으로 우수한 크기 균질성과 농도 의존적 생체적합성을 나타냈습니다. 중요한 것은 세포독성 분석에서 Fe 3+ FePO4에서 DOX와의 복합화 -DOX 나노입자는 유리 DOX에 비해 세포독성을 약 10배 향상시켰고 암세포에 대한 선택성을 향상시켰습니다. 또한 FePO4 NP는 RNA를 온도 안정화하고 RNA 안정화제에 대한 약속을 보여주는 mRNA 번역 활동을 지원합니다. 결과는 철 기반 무기 나노입자의 생체적합성, 약물 및 RNA 로딩, 안정화 및 전달 활성과 식품 강화 및 약물/RNA 전달에 대한 잠재적 파급효과를 보여줍니다.
금, 실리카, 양자점과 같은 다양한 무기 나노입자 중에서 철 기반 나노입자(Fe-NPs)는 조영제, 약물 전달체, 열 기반 치료제와 같은 생물의학 응용 분야에 널리 연구되고 있다[1,2,3]. 자기 특성, 높은 생체 적응성 및 알려진 내인성 철 대사로 인해 Fe-NP는 생물 의학 응용 분야에 바람직한 후보입니다. 이와 같이 Fe-NP는 FDA 승인 무기 나노의약품의 대부분을 차지합니다[1, 2]. 여기에는 INFeD, DexFerrum, Ferrlecit, Venofer, Ferahime 및 Injectafer가 포함되며 이들은 만성 신장 질환의 철 결핍성 빈혈 및 철 결핍증에 적용하기 위해 상업적으로 이용 가능합니다[1]. 유사하게, 킬레이트 철 글루코네이트의 정맥내 투여는 빈혈에 대한 내약성이 좋은 중재이다[4]. 빈혈은 세계에서 가장 널리 퍼진 영양 결핍 중 하나이며 FePO4와 같은 Fe 기반 나노입자 및 FeSO4 빈혈을 예방하기 위해 식품 강화에 사용되었습니다. 식품 강화는 인구의 영양 결핍을 극복하기 위해 식품에 미량 영양소를 추가하는 과정입니다[5]. FePO4 NP는 부정적인 관능 효과를 일으키지 않는 생체 적합성, 높은 생체 이용률 및 우수한 감각 성능 때문에 식품 강화에 특히 관심이 있습니다[6,7,8,9]. Perfecto et al. FePO4를 시연했습니다. 인간 장 세포에서 나노입자 내재화는 주로 2가 금속 수송체-1(DMT-1)을 통해 발생하므로 쉽게 흡수될 수 있습니다[9, 10]. 철 기반의 Feridex® 및 Revosit®은 조영제 강화 MRI에 널리 사용되는 자기공명영상(MRI) 조영제입니다[11,12,13,14,15,16]. 이러한 뛰어난 보고서에 비추어 FePO4 NP는 자신을 좋은 전달 수단으로 제시합니다. 여기에서 FePO4를 살펴보았습니다. 항암제인 독소루비신(DOX)을 탑재하여 약물 전달 매개체로 사용합니다. 제2철 이온(Fe 3+ ) FePO4의 전자 결핍 Fe 사이의 정전기적 상호작용에 의해 촉진되는 DOX 분자와 착물을 형성할 수 있습니다. 및 DOX에 전자가 풍부한 -OH 그룹을 형성하여 DOX 로딩된 FePO4 NP:FePO4 -DOX NP. FePO4의 물리화학적 특성을 평가했습니다. 및 FePO4 -DOX NP 및 마우스 골육종 K7M2 및 섬유아세포 NIH/3T3 세포주에서 각각 생체적합성 및 세포독성 프로파일을 평가했습니다.
이와 함께, 무기 나노입자는 핵산 안정화 및 전달에 대한 가능성을 보여주었다[17,18,19]. 이와 관련하여 금 나노입자는 올리고뉴클레오티드를 표면에 고정시켜 분자 응집 및 분해를 방지하는 능력 때문에 널리 연구되어 왔다[17, 20]. 그러나 금은 내인성 요소가 아니므로 번역 적용을 제한할 수 있습니다. 여기서 FePO4와 같은 Fe 기반 나노 입자는 나노 입자는 내인성 특성과 확립된 생체 적합성 프로필로 인해 RNA 안정화 연구에 대한 주요 관심 대상이 될 수 있습니다. 안정화를 위해 핵산(RNA/DNA)과 Fe-NPs의 상호작용의 두 가지 제안된 메커니즘이 있습니다. (2) 핵산은 뉴클레오티드 염기쌍 상호작용을 통해 Fe-NPs 표면에 흡착될 수 있습니다[19, 21, 22]. 한 연구는 DNA 백신 안정화 및 전달을 위한 인산칼슘 나노입자의 가능성을 보여주었습니다[23]. 이와 관련하여 여기에서는 또 다른 인산염 기반 나노입자인 FePO4의 RNA 안정화 및 기능적 활성을 조사했습니다. , FePO4의 다기능 가능성 조사 화물의 운송 및 안정화에 나노 입자 기반.
COVID19에 대한 mRNA 백신의 신속한 승인으로 mRNA 백신 나노입자가 큰 관심을 받고 있습니다. RNA는 빠른 가수분해 및 기능적 발현의 손실을 받기 쉬우므로 이러한 중요한 특성을 개선하는 것이 나노입자에 대한 의무입니다. 여기에 FePO4가 표시됩니다. NP는 RNA를 안정화하고 기능적 mRNA 번역을 지원합니다. 이러한 우수한 특성을 감안할 때 FePO4 NP는 식품 강화, 약물 및 RNA 전달을 고려할 가치가 있어 흥미진진한 생물의학 응용 분야를 개척할 수 있습니다.
(NH4 사이의 간단한 1단계 화학 반응 )3 PO4 및 Fe(NO3 )3 FePO4 제공 FePO4 안정화를 돕는 생체적합성 lipid-PEG 계면활성제에 분산된 침전물로 나노 입자 및 응집을 방지합니다. FePO4 NP는 0.150 ± 0.01의 다분산 지수(PDI)와 함께 175 ± 5 nm의 유체역학적 크기를 보여 우수한 입자 균질성과 좁은 크기 분포를 나타냅니다. 제타 전위 분석은 FePO4의 음의 표면 전하를 나타냈습니다. − 19.1 ± 8 mV 제타 전위의 NP. 음의 표면 전하는 추가로 콜로이드의 입자를 안정화시켜 세포 표적화를 방지하고 약동학을 변경하는 메커니즘인 단백질 옵소닌화를 방지합니다[24,25,26]. FePO4 FTIR에 의해 추가로 특징지어졌다. 그림 1c는 FePO4의 스펙트럼 특성을 보여줍니다. 나노 입자 및 그 전구체 - Fe(NO3 )3 및 (NH4 )3 PO4 . FePO4 스펙트럼은 1030cm −1 에서 뚜렷하게 날카로운 피크를 보여줍니다. 이는 520cm −1 에서 작은 피크인 P–O 스트레칭 밴드에 기인할 수 있습니다. O–P–O 비대칭 굽힘에 해당하며 3000 ~ 3500cm −1 의 넓은 범위 는 흡착된 물 분자로부터 물의 굽힘 및 신축 진동을 나타냅니다[27, 28]. FePO4 스펙트럼은 PO4의 존재를 보여주었습니다. 3− 그룹이며 다른 연구에서 보고된 FTIR 피크와 유사하므로 FePO4의 형성을 확인합니다. 나노 입자 [27,28,29]. Fe(NO3 )3 스펙트럼은 1326 및 813cm −1 에서 N–O 신축 밴드에 대한 특징적인 피크를 보여주었습니다. [30]. 1625에서 피크는 –OH 굽힘 진동과 약 3000cm −1 의 넓은 피크에 기인할 수 있습니다. 물의 굽힘 및 신축 진동에 기인할 수 있습니다[30]. 마찬가지로 (NH4 )3 PO4 약 1500cm −1 에서 암모늄 그룹의 특징적인 피크를 나타냈습니다. 및 인산염 그룹 약 1000cm −1 [31]. FePO4에서 질산염 및 암모늄 피크의 부재 나노 입자는 제품에 가능한 부산물이 없음을 암시하고 합성 순도를 확인합니다.
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FePO4의 특성화 및 생체 적합성 나노 입자. 아 FePO4의 유체역학적 크기 분포 NP, b FePO4의 제타 전위 측정 표면 전하를 나타내는 NP, c FePO4의 FTIR NP 및 그 전구체 Fe(NO3 )3 및 (NH4 )3 PO4 , 및 d FePO4의 생체 적합성 마우스 골육종 K7M2 및 마우스 섬유아세포 NIH/3T3 세포주에 대한 NP. NP는 48시간 동안 다양한 농도로 처리되었습니다(a, b 데이터는 평균 ± s.d.를 나타냅니다. n =3번의 복제. d mean ± s.d., n을 나타냅니다. =6 복제).
FePO4의 성공적인 합성, 순도, 우수한 크기 균질성 및 안정적인 표면 전하 보장 NPs, 우리는 FePO4의 생체 적합성을 분석했습니다. NP. 이를 위해 우리는 암 및 비암 세포인 마우스 골육종 K7M2 및 마우스 섬유아세포 NIH/3T3를 사용하고 MTT 분석을 사용하여 다양한 농도에서 NP의 생체 적합성을 세포 생존율 측면에서 분석했습니다. FePO4 NP는 20~600μg/mL의 농도 범위에서 세포주인 K7M2와 NIH/3T3 모두에서 농도 의존적 생체 적합성을 나타냈습니다(그림 1d). FePO4 NP는 70% 이상의 세포 생존율과 함께 최대 80µg/mL 농도까지 우수한 생체 적합성을 나타냈습니다. 생체적합성은 암세포 K7M2에 비해 비암세포 NIH/3T3에서 상대적으로 높았다.
독소루비신은 FePO4에 로드됩니다. FePO4 전구체와 doxorubicin 용액을 혼합하는 co-incubation-precipitation 방법을 통해 DOX가 적재된 FePO4의 형성을 초래합니다. . DOX를 로드하기 위한 세 가지 다른 공식이 방법에서 논의된 바와 같이 사용됩니다. 제제 1은 26.81% ± 1의 가장 좋은 로딩 효율을 보인 반면, 제제 2는 8.83% ± 2의 로딩 효율을 보였고 제제 3은 어떠한 로딩도 나타내지 않았다(도 2a). 로딩을 위해 전구체 Fe(NO3)에 DOX 용액을 추가했습니다. )3 제형 1 및 (NH4 )3 PO4 제형 2에서는 반면 제형 3에서는 DOX 용액을 FePO4에 추가했습니다. NP 직접. 로딩 데이터는 FePO4에 DOX를 추가하는 것을 분명히 보여주었습니다. NP는 DOX를 유지하지 않고 DOX를 전구체에 추가합니다. Fe(NO3 )3 및 (NH4 )3 PO4 솔루션은 DOX의 로딩 및 유지에 도움이 됩니다. 이것은 Fe 3+ Fe(NO3에서 )3 독소루비신에 존재하는 전자가 풍부한 산소 그룹과 복합체를 형성할 수 있습니다[32, 33]. Fe 3+ -DOX 복합체는 (NH4의 첨가에 의해 침전됩니다. )3 PO4 결과적으로 FePO4 -DOX, 옅은 노란색에서 옅은 갈색으로의 색상 변화가 특징입니다(그림 2b). 색상 변화에도 불구하고 FePO4의 방출 스펙트럼에는 변화가 없었습니다. -DOX는 480nm에서 여기될 때 Free DOX와 유사한 590nm에서 최대 방출을 나타냅니다(그림 2c). FePO4 -DOX NP는 FePO4와 유사한 187 ± 7 nm의 유체역학적 크기와 0.143 ± 0.02의 PDI를 나타냈습니다. (그림 2d). 그러나 FePO4의 표면전하에는 상당한 차이가 있었습니다. -DOX NP(-8.89 ± 5 mV), FePO4와 비교 NP(-19.1 ± 8 mV)(그림 2e). 제타 전위의 변화는 나노 입자의 표면 특성의 기능적 변화를 시사합니다. 여기에서 제타 전위가 - 19.1에서 - 8.89 mV로 감소한 것은 착물에 양이온 특성을 추가하는 DOX 착물에 기인할 수 있습니다.
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FePO4에서 독소루비신(DOX) 로딩 FePO4의 NP 및 특성화 -독스. 아 FePO4의 세 가지 다른 공식에서 DOX 로딩 효율 NP 및 DOX, b FePO4에서 DOX 로딩 후 노란색에서 갈색으로 색상 변화의 그림 표현 FePO4를 공식화하기 위해 -DOX, c DOX 로딩된 FePO4의 방출 스펙트럼 특성화 NP(FePO4 -DOX) 480nm에서 여기 후 d FePO4의 유체역학적 크기 분포 -DOX NP 및 e FePO4의 제타 전위 특성화 -표면 전하를 나타내는 DOX NP(데이터는 평균 ± s.d.를 나타냄, n =3 복제)
물리화학적 특성화에 따라 FePO4의 세포독성 -DOX는 K7M2 및 NIH/3T3 세포에서 분석되었으며 유리 DOX와 비교되었습니다(그림 3). FePO4 -DOX는 두 세포주에서 동등한 DOX 농도에서 유리 DOX에 비해 더 높은 세포독성을 나타냈습니다. IC50 값은 FePO4에서 약 10배 감소를 나타냄 -DOX 처리, NIH/3T3에서 2.61~0.248μM, K7M2 세포에서 1.01~0.107μM. 두 세포주에서 IC50 값의 이러한 급격한 감소는 FePO4의 세포독성 프로파일이 강화되었음을 시사합니다. -DOX NP. 동등한 FePO4 FePO4의 IC50 농도 범위 내 농도 -DOX는 40µg/mL(K7M2 세포의 경우 0.107µM) 및 100µg/mL(NIH/3T3 세포의 경우 0.248µM)이며, 둘 다 FePO4의 생체 적합성 범위 내에 있습니다. 세포 생존율이 70% 이상인 농도. 따라서 FePO4의 고도 -DOX 세포독성은 Fe 3+ 에 기인할 수 있습니다. -FePO4의 개별 기여가 아닌 DOX 복합체 형성 그리고 DOX. 문헌은 철의 존재하에서 독소루비신과 같은 안트라사이클린의 증가된 세포독성 효과를 보여주었다[34,35,36,37]. 이러한 보고는 철 킬레이트제를 사용하여 Fe-DOX 세포독성을 완화함으로써 더욱 뒷받침됩니다[35,36,37]. 제안된 메커니즘 중 하나는 Fe-DOX 복합체가 DOX 유래 활성산소종(ROS)의 독성을 강화하여 비교적 안전한 ROS(O 2· – 및 H2 O2 ) 훨씬 더 독성이 강한 ROS로 전환되어 DNA 손상과 세포 사멸이 증가합니다[34, 36]. 제안된 또 다른 기전은 과잉 Fe가 있는 상태에서 DOX와 철 조절 단백질 및 페리틴의 기능과의 상호작용으로 철 항상성에 영향을 주어 ROS 의존적이고 독립적인 손상과 세포 사멸을 초래합니다[36, 38].
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FePO4의 세포독성 -DOX NP. 아, 나 유리 독소루비신(DOX) 및 FePO4의 세포독성 - 다양한 DOX 등가 농도에서 각각 마우스 섬유아세포 NIH/3T3 및 골육종 K7M2 세포주에서 DOX NP. 세포 독성은 48시간 동안 입자 처리 후 세포 생존율(%)로 분석되었습니다. c, d FePO4의 세포 생존율 백분율 비교 - NIH/3T3 및 K7M2 세포주에서 각각 동등한 DOX 농도에서 DOX NP 및 유리 DOX. 가운데 삽입은 Free DOX 및 FePO4의 IC-50 값을 나타냅니다. -NIH/3T3 및 K7M2 세포의 DOX NP(데이터는 평균 ± s.d.를 나타냄, n =6 복제)
증가된 세포독성과 함께 FePO4 -DOX는 Free DOX와 유사한 더 높은 세포독성 거동으로 암세포에 대한 선택성을 보였다. 그림 3c는 0.1μM DOX 등가 FePO4를 보여줍니다. -DOX는 비-암 NIH/3T3에 대한 72% 세포 생존율에 비해 암세포 K7M2에 대한 53% 세포 생존율을 보여주었습니다. 마찬가지로, Free DOX는 또한 NIH/3T3에서 66%에 비해 K7M2 세포에서 54% 세포 생존율로 암세포에 대해 더 높은 세포독성 행동을 보였습니다. 그러나 FePO4의 경우 차이가 증가했습니다. -DOX, 유리 DOX의 12%에 비해 암 및 비암 세포 간의 세포 생존율 차이가 19%입니다. 세포 독성 분석 결과 FePO4에서 DOX와 Fe 착물이 나타났습니다. -DOX 나노입자는 세포독성을 크게 향상시켰고 암세포에 대한 선택성을 향상시켰습니다.
FePO4의 내재화 동작 -DOX NP는 시간에 따른 내재화 연구에 따라 공초점 현미경을 사용하여 분석되었습니다(그림 4). 유리 DOX를 양성 대조군으로 사용했습니다. FePO4 모두 -DOX NP 및 유리 DOX는 초기 0.5 및 1시간 배양 시점에서 유의미한 내재화를 나타내지 않았습니다. 그러나 3시간 인큐베이션에서 둘 다 공초점 이미지에서 빨간색 DOX 형광으로 표시된 대로 내재화를 나타냈습니다. 파란색은 DAPI에 의한 핵 염색에서 비롯됩니다. 분석 결과 3시간 이내에 FePO4 -DOX NP는 Free DOX와 유사한 내재화 거동을 따라 세포로 내재화됩니다. FePO4의 색상 변화로 인해 - Free DOX의 붉은색에 비해 갈색을 띠는 DOX는 FePO4의 상대적 내재화 프로파일을 정량적으로 비교하지 못할 수 있습니다. -독스. 그럼에도 불구하고 내재화 분석은 FePO4 -DOX는 3시간 이내에 세포에 흡수됩니다. 우리 몸에서 철분을 처리하는 잘 알려진 메커니즘을 고려할 때 제안된 NP는 단일 치료 세션에서 치료 반응을 모니터링할 수 있는 기능을 갖춘 철 기반 항암 치료제 개발에 약속을 지킬 수 있습니다.
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세포 내재화 연구. FePO4의 세포 내재화 - 3시간, 1시간 및 0.5시간 처리 후 K7M2 세포에 대한 DOX NP 및 유리 DOX. 세포를 200μL의 5μg/mL DOX 농도로 처리했습니다. 나노입자 처리된 세포주에서 관찰되는 붉은 색은 나노입자의 성공적인 내재화를 의미합니다. 붉은 색은 DOX의 형광 특성 때문입니다. 처리되지 않은 대조군 세포에서는 적색 신호가 관찰되지 않습니다.
그림 5a에서 볼 수 있듯이 구리 나노입자(Cu NP)와 탄소 나노튜브(CNT)는 RNA 가수분해 분해(대조군보다 낮은 밴드 강도)를 가속화하지만 FePO4 및 대조군 은(Ag) 나노입자는 RNA 아가로스 겔 전기영동(RAGE)에서 상대적으로 강한 밴드 강도로 나타낸 바와 같이 RNA를 안정화시킨다. FePO4 대조군보다 약간 높은 밴드 강도로 나타낸 바와 같이 대조군 산화아연 나노입자(ZnO NP)도 혈청 내 분해에 대한 저항을 일부 부여합니다(그림 5b). 중요한 것은 기능적 활성, mRNA 발현은 비-나노입자 대조군보다 높은 반면, RNA 분해 Cu NP는 상대적인 광 단위로 측정할 때 mRNA 발현의 손실을 야기합니다(그림 5c). 이 결과는 FePO4 NP는 RNA를 안정화하는 데 도움이 되며 치료용 RNA 전달을 위한 안정화 전달제로 사용될 수 있습니다. 이전의 예비 실험은 2393 및 2630 RLU/well을 나타내는 대조군 비 나노입자 처리 샘플에 대한 2개의 독립적인 실험으로 표시된 번역의 정상적인 작업 범위를 나타냈습니다. 위의 데이터와 일치하는 2배 증가는 FePO44 NP가 번역을 지원하는 반면, 위의 RNA 변성/분해와 일치하는 Cu NP는 번역을 억제함을 시사합니다. 다양한 무기 나노입자 시스템이 다음을 포함하는 치료적 RNA 안정화 및 전달을 위해 활용되었습니다. 금, 은, 구리, 산화철, 메조다공성 실리카 나노입자(MSN), 탄소 기반 고분자, 복합 재료 등 [39-45]. 예를 들어 우리 그룹은 거대분자 RNA에 나노입자 복합체가 형성되어 RNase 또는 혈청 및 조직에 존재하는 뉴클레아제에 의한 분해에 저항할 수 있다고 보고했습니다. COVID-19 mRNA 백신은 가수분해 및 뉴클레아제 매개 소화로부터 RNA를 보호할 뿐만 아니라 NP에 대한 복합체화가 RNA 기능을 보존해야 하는 나노입자에 대한 의무가 있는 백신을 넘어 확장된 거대분자 RNA 요법에 대한 새로운 관심을 불러일으켰습니다. , mRNA 발현. 이전에 우리는 구리 나노입자 복합체 형성 거대분자 RNA가 RNA 변성을 일으키는 것을 보았습니다. 따라서 우리는 Torula 효모 RNA(TY-RNA) 또는 루시퍼라제를 발현하는 리포터 구성 mRNA를 사용하여 거대분자 RNA에 대한 NP 복합체화의 영향을 조사했습니다.
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RNA 가수분해. 아 torula 효모(TY-RNA)의 대부분의 mRNA와 크기 및 서열 구성이 유사한 여러 출판물에서 사용한 모델 RNA가 사용되었습니다. RNA는 섭씨 37도에서 구리(Cu NP), 인산철(FePO4), 은(Ag NP) 또는 탄소 나노튜브(CNT) 중 하나의 나노입자의 존재 또는 부재 하에 시간이 지남에 따라 이중 증류수에서 배양되었고 샘플은 동일한 시점에서 RNA 아가로스 겔 전기영동(RAGE)으로 분석했습니다. 밴드 염색 강도의 손실은 RNA 분해를 나타내는 반면 RNA 밴드 염색 강도의 유지는 안정화를 나타냅니다. ㄴ 위와 유사하게, RNA는 산화아연(ZnO) NP 또는 FePO4가 있는 실온에서 10% FBS/DMEM에서 배양되었습니다. 나노입자가 없는 상태에서 RNA 단독인 NP 대 대조군. 다시 시간이 지남에 따라 샘플을 제거하고 RAGE에 의해 분석했으며, 시간이 지남에 따라 염색된 RNA 밴드의 존재는 다시 뉴클레아제 또는 혈청으로부터의 RNase 분해로 인한 안정성 및 내성을 나타냅니다. ㄷ 루시퍼라제를 인코딩하는 mRNA는 표준 토끼 망상적혈구로부터 시험관내 번역되었고, 인산철(FePO4)의 존재 또는 부재하에서 RNA로 표준화된 상대 발광 ) 또는 구리(Cu) 나노 입자
FePO4 나노입자는 175 ± 5 nm의 균일한 크기의 입자를 형성하는 간단한 공동 배양-침전 기술에 따라 성공적으로 합성되었습니다. FTIR 분석은 포스페이트 그룹의 존재와 나노 입자에 전구체 불순물의 부재를 확인했습니다. 생체적합성 분석 결과 농도 의존적 생체적합성이 최대 80µg/mL까지 70% 이상의 세포 생존율을 나타내는 것으로 나타났습니다. 또한 DOX는 FePO4에 효과적으로 로드되었습니다. 결과적으로 FePO4 - FePO4와 유사한 물리화학적 특성을 나타내는 DOX 나노입자 . 세포 독성 분석 결과 FePO4에서 DOX와 Fe 착물이 나타났습니다. -DOX 나노입자는 IC50이 약 10배 개선되어 세포독성을 향상시켰고 암세포에 대한 선택성을 향상시켰습니다. 또한, 내재화 분석은 FePO4를 보여주었습니다. -DOX NP는 3시간 배양 시점에서 세포에 효율적으로 내재화되었습니다. RNA 안정화 연구에 따르면 FePO4 나노입자는 RNA를 효율적으로 안정화하고, 빠른 분해를 방지하고, 치료 RNA 전달에 대한 약속을 보여주는 기능적 활성을 유지합니다. 우수한 크기 균질성, 생체 적합성 범위, 약물 로딩 효율, 향상된 세포 독성 프로필, RNA 안정화 특성 및 효율적인 세포 흡수를 감안할 때 FePO4 NP는 약물 및 RNA 전달 비히클에 대한 바람직한 특성을 보여주었다. 또한, 결과는 FePO4 사용에 대한 유망한 전망을 보여주었습니다. -식품 기반 약물 플랫폼의 개발을 위한 식품 강화의 약물 NP.
FePO4 나노 입자는 Sokolova et al.에 의해 프로토콜을 최적화하는 화학적 침전 기술에 의해 합성되었습니다. [47]. 간단히 말해서, 인산암모늄((NH4 )3 PO4, 16mg/mL) 및 질산철(Fe(NO3) )3, 8 mg/mL) 용액을 준비했습니다. 1mL의 Fe(NO3 )3 , 1mL의 (NH4 )3 PO4 일정하게 교반하면서 적가하여 인산철(FePO4 ). (NH4 초과) )3 PO4 Fe의 모든 Fe(NO3 )3 FePO4.로 침전 이렇게 형성된 인산철 용액을 물로 3회 세척하여 300g에서 2분간 원심분리하여 부산물을 제거하였다. 마지막으로 FePO4 침전물을 DSPE-PEG-COOH 용액(10% w/w)으로 물에 분산시켜 FePO4를 공식화했습니다. 나노 입자. FePO4 NP는 동적 광산란(DLS)을 사용하여 크기 및 표면 특성에 대해 특성화하고 FTIR(푸리에 변환 적외선 분광법)을 사용하여 스펙트럼 특성을 특성화했습니다.
독소루비신이 FePO4에 로드되었습니다. 공동 인큐베이션-침전 방식으로 나노 입자를 제조합니다. 세 가지 다른 DOX-FePO4 NP 제제는 최고의 로딩 효율을 최적화하기 위해 탐구되었습니다. 첫 번째 공식에서 DOX-FePO4 NP는 1mL의 Fe(NO3)에 100µg DOX를 추가하여 공식화되었습니다. )3 (8 mg/mL) 다음에 (NH4 1mL 추가) )3 PO4 (16 mg/mL)를 일정하게 교반하면서 적가합니다. 두 번째 제형에서는 100µg의 DOX를 1mL의 (NH4 )3 PO4 (16mg/mL)에 이어 1mL의 Fe(NO3 추가) )3 (8 mg/mL)를 일정하게 교반하면서 적가합니다. 세 번째 제형에서는 100µg DOX가 FePO4에 추가되었습니다. 엔피솔루션. 따라서 공식화된 FePO4 -DOX NP를 물로 3회 세척하고 FePO의 독소루비신 양4 -DOX는 490nm 및 595nm에서 DOX 여기 및 방출을 측정하여 분광형광법으로 정량화되었습니다.
DOX 로딩 효율은 다음 방정식으로 계산되었습니다.
$$\% \;{\text{로딩}}\;{\text{효율:}}\;\left( {{\text{DOX}}\;{\text{현재}}\;{\text { in}}\;{\text{ FePO}}_{{4}} - {\text{DOX}}\;{\text{NP/초기}}\;{\text{입력}}\;{ \text{of}}\;{\text{DOX}}} \right) \times {1}00$$FePO4의 생체적합성 FePO4의 NP 및 세포독성 -DOX NP는 확립된 프로토콜에 따라 MTT 분석을 사용하여 마우스 골육종 K7M2 및 마우스 섬유아세포 NIH/3T3에서 분석되었습니다[48, 49]. 간단히 말해서, 10,000개의 세포를 96웰 플레이트에 접종하고 37°C 5% CO2에서 24시간 동안 배양했습니다. 부란기. 그런 다음 배지를 제거하고 다양한 농도의 나노입자를 포함하는 새로운 배지를 세포에 처리하고 48시간 동안 배양을 위해 방치했습니다. 대조군 세포는 배지만으로 유지하였다. FePO4 NPs 농도 범위는 20~600µg/mL이고 DOX 농도 범위는 0.05~5µM입니다. NP 인큐베이션 후, 배지를 제거하고 세포를 무혈청 배지에서 MTT 용액(0.5mg/ml)과 함께 2시간 동안 인큐베이션하여 포르마잔 결정이 형성되도록 하였다. MTT 용액을 제거하고 포르마잔 결정을 DMSO에 녹인 다음 적절한 혼합을 위해 실온에서 15분 동안 방치했습니다. 그런 다음 마이크로플레이트 리더(BioTek, Synergy H1 Hybrid Reader)를 사용하여 550nm에서 DMSO 용액의 흡광도를 측정하고 세포 생존율(%)을 계산했습니다.
FePO4의 세포 내재화 -DOX NP는 공초점 현미경을 사용하여 마우스 골육종 K7M2 세포에서 분석되었습니다[49,50,51]. 간단히 말해서, 12,000개의 세포를 8웰 플레이트에 접종하고 37°C 5% CO2에서 24시간 동안 배양했습니다. 부란기. 그런 다음 배지에서 200µL의 5µg/mL DOX 농도를 3시간 동안 처리하고 세포를 이미징을 위해 4% Paraformaldehyde로 고정했습니다. 핵은 DAPI로 염색하고 세포는 공초점 레이저 스캐닝 현미경(Carl Zeiss, LSM-700)으로 관찰하였다. 여기에서 560nm에서 DOX의 최대 방출은 공초점 현미경에서 붉은 색을 제공하는 내부화를 추적하기 위해 이용될 수 있습니다. 동일한 프로토콜을 사용하여 FePO4를 배양하여 시간 종속적 내재화 분석을 수행했습니다. -DOX NP 및 무료 DOX는 각각 0.5, 1, 3시간입니다.
Torula 효모 RNA(Sigma-Aldrich)는 멸균 탈이온수에 1mg/ml로 용해되었고 20ug/mL 나노입자(CNT, Cu, Ag, ZnO NP 또는 FePO4)에 노출된 2μg 분취량 ) 37°C에서 배양하고 이전에 보고한 바와 같이 RNA 아가로스 겔 전기영동으로 시간 경과에 따라 분석했습니다[42, 52]. 그림 5에 표시된 시점은 야간입니다. 유사하게, 나노입자가 있거나 없는 RNA를 10% FBS/DMEM에 노출시키고 위와 같이 RAGE로 다시 분석하였다. mRNA fLuc는 Trilink Biotechnologies에서 얻었고, 2μl는 20μg/ml의 나노입자가 있거나 없는 상태에서 1.5시간 동안 30도 동안 30도 동안 30도 동안 메티닌, 시스테인 및 류신이 보충된 토끼 망상물에서 배양되었으며, 표준 루시페린 시약이 첨가되었으며, 발광 측정 표준 조건에서 Biotek Synergy H1 평판 판독기로 촬영했습니다.
모든 데이터는 최소 3개의 독립적인 복제를 나타내며 평균 ± .d로 표시됩니다. 언제든지 가능할 때. 세포 생존율 데이터에는 6개의 복제가 포함됩니다.
The datasets used and/or analyzed during the current study are available from the corresponding author on reasonable request.
나노물질
초록 폴리(락트산-코-글리콜산)(PLGA) 기반 나노의약품의 임상 번역은 부분적으로는 식세포에 의한 비특이적 식세포 작용으로 인한 낮은 전달 효율로 인해 제한적입니다. 암세포와 면역 세포 사이의 나노입자 상호작용을 이해하는 것은 여전히 어려운 일입니다. 이 연구에서는 단일 배양 또는 공동 배양 시스템에서 단핵구/대식세포가 있거나 없는 후두 암종 세포에 대한 형광 PLGA 입자(100 nm, 500 nm 및 1 µm)의 세포 내재화에 대한 정량적 조사가 먼저 수행되었습니다. 5~20µg/mL 농도의 PLGA 입자는 500nm 및
초록 본 연구에서는 고압증기멸균기에서 아미드화 반응을 통해 아미노 하이퍼브랜치 폴리머(HBP)-그라프트된 폴리아크릴로니트릴(PAN) 섬유를 제조하였다. 준비된 PAN-G-HBP 섬유는 Ag+를 복합화할 수 있습니다. 아미노 HBP의 아미노 그룹을 통해, 그리고 뜨거운 증기 조건에서 Ag+ HBP의 환원성을 통해 Ag0로 전환될 수 있습니다. PAN-G-HBP 및 Ag 나노입자(NPs) 코팅된 섬유는 FTIR, UV-VIS DRS, FE-SEM, EDS, XPS 및 항균 측정을 통해 특성화되었습니다. FTIR 결과 HBP가 PAN
