Fe(III)-헤민 그라프트 SBA-15: 염료 분해, 약물 전달, H₂O₂ 검출을 위한 첨단 촉매
초록
포르피린 철 분자(헤민)가 SBA-15의 채널형 메조포러스 실리카에 성공적으로 그라프트되어(FeIX-SBA-15), 부착된 헤민 분자가 산화 반응 촉매를 위한 효소 모방체로 작용했습니다. H₂O₂ 존재 하에서 제조된 FeIX-SBA-15 복합체는 산업용 염료 오렌지 II를 효과적으로 분해하고 용액과 막 위에서 테트라메틸벤지딘 염산염(TMB)을 모두 촉매하여 발색 H₂O₂ 검출을 달성했습니다. 게다가 헤민 그라프트 복합체는 항암제 독소루비신 염산염(DOX)의 높은 로딩 함량을 보이며 실시간 세포 분석으로 모니터링한 지속적 방출 거동을 보여, DOX/SBA-15에 비해 암세포 성장 억제 효과가 개선되었습니다. 헤민 변형 메조포러스 실리카 나노복합체는 유망한 생물의학적 응용을 가진 통합 나노플랫폼을 제공합니다.
서론
가혹한 환경 조건에서 변성되기 쉬운 천연 효소의 단점을 극복하기 위해 그래핀 산화물, 헤민, 금속 나노입자 등 고안정성 효소 모방체 개발에 상당한 노력이 투자되었습니다[1, 2]. 이 인공 효소 중 헤민은 헴단백질 패밀리의 활성 중심으로서 잘 알려진 천연 금속포르피린입니다[3]. 촉매로서 금속포르피린 복합체는 다환방향족탄화수소(PAH)와 아조 염료 같은 환경 오염물질의 산화를 효과적으로 촉매하여 기질 분자를 기능성 산소 함유 유기 화합물로 전환하거나 무해한 화합물로 분해합니다[4-6]. 그러나 헤민의 촉매 활성은 산화적 자기 분해, 비활성 이량체 생성을 위한 분자 응집, 수용성 완충액에서의 낮은 용해도로 인해 저하될 수 있습니다[7]. 넓은 표면적을 가진 고체 지지체에 헤민을 고정화하면 실제 사용 시 불만족스러운 활성 손실을 최소화하면서 높은 촉매 성능을 달성하는 경제적이면서 효율적인 전략을 제공합니다.
외부 및 내부 표면에 대한 구조적 적응 가능성 덕분에[8], 금속포르피린을 가진 다양한 유형의 메조포러스 실리카 나노소재(MSN)가 다양한 응용을 위해 증가하는 관심을 끌고 있습니다. 예를 들어 Huang 등은 뛰어난 퍼옥시데이스 유사 활성을 가진 헤민 기반 메조포러스 실리카 나노반응기를 보고했습니다[9]. Barbosa 등은 재사용 가능한 생체모방 촉매로 탄화수소 산화를 위한 메탈로포르피린 고정화 Fe₃O₄@SiO₂ 메조포러스 서브마이크로스피어를 개발했습니다[10]. 매우 최근 Sun 등은 트롬빈 검출을 위한 이중 압타머 생물인식과 헤민 캡슐화 메조포러스 실리카 기반 새로운 화학발광 센서를 보고했습니다[11]. 다양한 MSN 중 SBA-15(Santa Barbara Amorphous-15)는 화학적 그라프팅 기능 분자에 적합한 육각 기공 구조와 3~10nm 조절 가능한 기공 크기를 보입니다[8, 12]. 실리콘 소재로서 SBA-15는 낮은 생물학적 독성을 가지며, SBA-15 표면의 다량의 불안정한 Si-OH 기는 다른 기능 분자 그라프팅에 사용되어 SBA-15에 더 많은 기능을 부여할 수 있습니다[13]. SBA-15가 효소 고정화, 항체 로딩, 약물 전달용 캐리어로 사용될 수 있음이 보고되었습니다[14-16].
광범위한 암에 대한 1차 치료제인 효과적인 화학요법 항생제 DOX는 임상에서 부작용이 여전히 심각한 문제입니다[17]. DOX의 치료 효능을 개선하면서 전신 독성을 감소시키기 위해 다양한 약물 전달 시스템의 분자 설계와 제형 개발에 상당한 노력이 기울여졌습니다. 2001년 메조포러스 MCM-41(Mobil Composition of Matter No. 41)이 최초로 약물 캐리어로 사용된 후[18], 고유한 기공 구조로 약물 로딩과 방출에 바람직한 SBA-15를 포함한 MSN이 유리한 특성을 가짐이 밝혀졌습니다[19, 20]. 그럼에도 불구하고 MSN의 복잡한 화학적 수정은 실제 응용을 제한할 수 있습니다.
본 연구에서 우리는 헤민을 SBA-15에 성공적으로 그라프트하여 복합 소재(FeIX-SBA-15)를 구축했습니다(구상도 1). 이는 헤민의 효소 유사 활성을 유지할 뿐만 아니라 독소루비신 염산염(DOX)의 효율적인 캡슐화와 지속적 방출을 실시간 세포 분석기(RTCA) 기술[21-23]로 반영된 암세포 성장 곡선으로 달성했습니다. 주목할 점은 DOX/FeIX-SBA-15에서 비교적 높은 DOX 로딩 함량을 얻었으며, 이는 우리가 이전에 수행한 페로센카복실산 변형 SBA-15(FCA-SBA-15)[24] 작업과 비교될 수 있는데, 이는 지지체 내 그라프트된 FeIX와 DOX 사이의 정제된 π-π 스태킹 때문일 수 있습니다. 또한 고체 형태의 FeIX-SBA-15가 상업용 필터 막에 고정되어 유동 촉매 포맷으로 효과적인 염료 분해와 과산화수소 발색 검출이 개발되었습니다.
항암제 DOX 로딩을 위한 FeIX 그라프트 SBA-15
재료 및 방법
재료
모든 시약은 분석등급(A.R.)으로 추가 정제 없이 사용했습니다. 트라이블록 공중합체 플루로닉 P123(EO₂₀PO₂₀EO₂₀, MW=5800)은 독일 Sigma-Aldrich에서 구입했습니다. 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES), 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS), 산성 오렌지 II, 테트라메틸벤지딘 염산염은 중국 상하이 알라딘 생물기술 유한공사에서 얻었습니다. 헤민과 독소루비신 염산염은 중국 상하이 맥클린 생화학 유한공사에서 구입했습니다. 트립신-EDTA 용액은 중국 베이타임 바이오테크 유한공사에서 얻었습니다. 세포 배양 배지(RPMI-1640)는 중국 GE 헬스케어 생명과학 유한공사에서 나왔습니다. 태아소혈청(FBS)은 미국 깁코사에서 얻었습니다. 페니실린과 스트렙토마이신은 써모피셔사이언티픽사에서 나왔습니다. A549 세포주는 미국 세포주은행(ATCC)에서 얻었습니다.
약물 로딩을 위한 SBA-15 화학적 그라프팅
SBA-15는 이전에 보고된 대로 제조되었습니다[12]. 이후 0.40g SBA-15를 80°C에서 140ml 메틸벤젠에 분산시키고 APTES(1.2ml)를 첨가했습니다. 그런 다음 혼합물을 8시간 더 교반하고 5000rpm으로 5분 원심분리하여 분리했습니다. 에탄올과 물로 세척 후 APTES-SBA-15로 결과물을 80°C에서 건조했습니다. 헤민(0.15g)을 먼저 30ml DMSO에 분산시키고 APTES-SBA-15(0.60g)를 첨가한 후 70°C에서 7시간 더 교반했습니다. 결과물을 원심분리, 세척, 최종 건조하여 FeIX-SBA-15를 얻었습니다.
FeIX가 SBA-15에 성공적으로 그라프트됨 검증 후, FeIX-SBA-15(0.50g)를 DOX·HCl(2mg/ml) 함유 20ml 탈이온수에 현탁시키고 37°C에서 24시간 교반하여 DOX를 로딩했습니다. 그런 다음 생성물을 5000rpm으로 5분 원심분리했습니다. 세척, 건조, 분쇄 후 최종 생성물(DOX/FeIX-SBA-15)을 수집했습니다.
특성 분석
시료 형태적 특징은 15kV 가속 전압으로 작동하는 에너지 분산형 X선 검출기(EDS) 장착 주사전자현미경(SEM, 히타치 SU-1510)으로 연구했습니다. 제조된 물질의 소각 X선 회절(SAXRD) 패턴은 Cu Kα 방사선(λ=0.154nm)을 사용하여 2θ 0.2°~8° 범위에서 스마트랩 TM 9KW X선 회절계로 수집했습니다. X선 형광(XRF) 분석은 X선 형광 분광기(써모사이언티픽, 미국)로 측정했습니다. 질소 흡착 등온선은 상대 압력 범위 P/P₀ 0.01~0.99에서 부피 흡착 분석기(BELSORP-MINI, 일본)로 측정했습니다. 비표면적과 기공 크기 분포는 각각 브루나우어-에멧-텔러(BET) 및 바렛-조이너-할렌다(BJH) 측정으로 계산했습니다. 고체 UV-vis 스펙트럼은 고체 UV-vis 분광광도계(써모사이언티픽, 미국)로 기록했습니다. 샘플 흡수 스펙트럼은 자외선-가시광 분광광도계(UV-vis 7300, 중국)로 측정하여 다음 공식에 따라 DOX 약물 로딩 함량(DLC)을 계산했습니다: DLC(wt.%) = (로딩된 약물 무게 / (메조포러스 물질과 로딩된 약물 총 무게)) × 100%. DOX/FeIX-SBA-15 철 함량은 유도결합 플라즈마 방출 분광기(ICP, PE Optima 2000DV, 미국)로 결정했습니다. 분석 전 DOX/FeIX-SBA-15를 불산에 완전히 용해시킨 후 불산을 휘발시키고 시료를 진한 질산에 재용해했습니다.
FeIX-SBA-15 촉매 활성 및 분해 거동
FeIX의 효소 유사 활성을 이용하여 TMB 촉매 활성과 산성 오렌지 II 분해 거동을 모델 반응으로 조사했습니다[29]. 20mM NaOH와 1.5mM 트리톤 X-100 함유 혼합 용액을 제조한 후 PB 용액으로 4배 희석하여 FeIX-SBA-15를 용해시켰습니다. TMB 촉매 반응에서 500μl FeIX-SBA-15(600μg/ml)를 500μl H₂O₂(2mM, 기질)와 혼합하여 TMB(500μl, 3mg/ml)를 분해했습니다. 특정 시간 간격으로 스펙트럼 측정을 수행하여 반응 정도를 평가했습니다. 합성 복합체의 분해 거동 연구를 위해 500μl FeIX-SBA-15(600μg/ml) 용액과 500μl 10mM H₂O₂ 용액을 기질로 혼합했습니다. 다음으로 500μl 오렌지 II(0.25mM)를 위 용액에 첨가했습니다. 흡광도 측정을 485nm에서 기록했습니다.
또한 헤민 그라프트 메조포러스 복합체의 고체 형태를 이용해 상업용 필터 막에 고정화된 FeIX-SBA-15 기반 유동 촉매 포맷을 유기 전환에 테스트했습니다[30, 31]. 5ml FeIX-SBA-15(600μg/ml) 현탁액을 상업용 필터(0.22μm, 밀리포어)에 통과시켜 물질을 필터에 가두고 실온에서 건조했습니다. 500μl 오렌지 II(0.25mM) 용액을 500μl H₂O₂(10mM)와 500μl H₂O와 혼합하여 FeIX-SBA-15 로딩된 상업용 필터 막을 통과시켰습니다. 혼합물의 스펙트럼 측정을 기록했습니다.
H₂O₂ 발색 검출
용액 내 H₂O₂ 검출을 위해 500μl FeIX-SBA-15(600μg/ml)와 500μl TMB(3mg/ml) 혼합물을 제조했습니다. 다음으로 다양한 농도(25~500μM)의 H₂O₂ 500μl를 위 용액에 첨가하고 30°C에서 10분 배양했습니다. 마지막으로 651nm에서 스펙트럼 측정을 기록했습니다.
동시에 위에서 설명한 대로 복합체 고정화 변형 막을 통해 다양한 농도 H₂O₂를 직접 여과하여 유동 촉매 방식으로 H₂O₂ 간이 발색 검출도 개발했습니다. 수정된 막을 얻었습니다. 그런 다음 500μl H₂O₂(0.293~8.8mM), 500μl TMB(2mg/ml), 500μl H₂O 혼합물을 수정된 상업용 필터 막을 각각 통과시킨 후 651nm에서 혼합물 스펙트럼 측정을 기록했습니다.
흡광도를 H₂O₂ 농도에 대해 플로팅하고 검출 한계(LOD)는 공식 LOD = 3RSD/기울기로 평가했습니다(RSD: 상대표준편차).
세포 배양 및 RTCA 검출
인간 비소세포폐암 세포 A549를 10% FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신 용액 함유 RPMI-1640 배지로 5% CO₂, 37°C 인큐베이터에서 배양했습니다(써모사이언티픽). 실시간 세포 분석기(RTCA) 기술(xCELLigence 시스템, ACEA Biosciences Inc.)과 세포계수키트-8(CCK-8, DOJINDO 연구소) 방법으로 물질 세포독성 평가를 수행했습니다. RTCA 검출에서 웰당 5000~8000개 세포를 E-플레이트에 접종했습니다. 세포 배양과 증식을 분석기가 실시간으로 모니터링했으며, 신호 변화는 세포 지수(CI)라는 임의 단위로 표현되었습니다. 세포를 FeIX-SBA-15와 DOX/FeIX-SBA-15에 12.6μg/ml 농도로 노출시켰습니다. DOX 농도는 0.50μg/ml였습니다. 또한 DOX/FeIX-SBA-15의 IC₅₀을 얻기 위해 1.6~50.4μg/ml 다른 용량의 DOX/FeIX-SBA-15로 처리된 세포를 검출했습니다. 추가로 엔드포인트 방법인 CCK-8 키트 분석으로 물질 세포독성을 검출했습니다. CCK-8 시약을 세포와 2시간 배양하고 마이크로플레이트 리더로 450nm 파장에서 흡광도 측정했습니다.
결과 및 논의
물질 특성 분석
DOX/FeIX-SBA-15 복합체는 구상도 1과 같이 합성되었습니다. APTES-SBA-15는 먼저 아민화 반응으로 제조되었습니다[13]. 그런 다음 FeIX 분자가 메조기공 내 카르복실기와 아미노기 간 아미드 반응과 정전기적 상호작용을 통해 APTES-SBA-15 표면에 그라프트되었습니다. 마지막으로 항암제 DOX가 FeIX의 공액 평면 거대고리 분자[25]와 DOX의 안트라사이클린 크로모포어[24] 사이의 강한 분자 상호작용 π-π 스태킹으로 FeIX-SBA-15 복합체에 로딩되었습니다.
복합체 표면 미세구조는 주사전자현미경(SEM)으로 평가되었습니다. 그림 1a와 같이 0.4~1μm 크기 균일성을 가진 관형 구조 SBA-15가 형성되었으며 부착된 FeIX와 DOX 분자는 명백한 형태적 변화를 일으키지 않았습니다. DOX/FeIX-SBA-15의 TEM 이미지(그림 S1)는 화학적 수정 후 메조구조 유지를 SBA-15와 비교하여 검증했습니다. DOX/FeIX-SBA-15 화학 조성은 X선 형광 분광법으로 추가 추정되었습니다. 표 S1과 같이 Si, O, C, Fe 및 미량 기타 흡착 원소가 DOX/FeIX-SBA-15에서 발견되었습니다. FeIX-SBA-15와 비교하여 DOX/FeIX-SBA-15에서 계산된 Si(~24.3%)와 Fe(~2.5%) 원자 비율은 약간 낮았지만 C 양(11.3%)은 상대적으로 높아 DOX 성공적 캡슐화를 시사했습니다. 표면 성분을 추가 평가하기 위해 복합체 고체 UV-vis 스펙트럼을 기록했습니다. 그림 S2와 같이 FeIX 분자와 유사하게 FeIX-SBA-15는 250~350nm, 450~550nm, 600~700nm에서 흡수 밴드를 보였으나 SBA-15는 사실상 관측 가능한 밴드가 없었습니다[26]. 비교적으로 DOX/FeIX-SBA-15는 DOX에서 기인한 450~550nm 넓은 흡수 밴드를 보였습니다.
a SBA-15와 DOX/FeIX-SBA-15 SEM 이미지. b 물질 소각 X선 회절 패턴. 질소 흡착 등온선(c)과 기공 크기(d): I SBA-15, II DOX/SBA-15, III FeIX-SBA-15, IV DOX/FeIX-SBA-15
복합체 소각 X선 회절 분석도 수행했습니다. 그림 1b와 같이 SBA-15 SAXRD 패턴은 0.94° 주 회절 피크와 1.6° 및 1.8° 두 관측 피크를 보여 (100), (110), (200) 결정면을 각각 반영하며 잘 정의된 메조구조를 가리킵니다[27]. SBA-15와 비교하여 DOX/SBA-15 SAXRD 패턴은 피크 강도 감소를 보여 DOX 로딩이 기공 구조에 손상을 주지 않음을 나타냈습니다. 그러나 SBA-15에 FeIX 그라프팅은 (110)과 (200) 결정면의 피크 강도 감소와 함께 큰 각도로 관측 가능한 피크 이동을 초래하여 물질 메조구조 규칙성의 부분적 손실을 시사했습니다[28]. 주목할 점은 FeIX-SBA-15에 DOX 추가 로딩으로 (110)과 (200) 결정면이 사라졌습니다.
시료 메조구조 매개변수를 얻기 위해 질소 흡착 등온선을 기록했습니다. 그림 1c와 같이 모든 시료는 높은 상대 압력에서 급격한 모세관 응축 단계를 가진 전형적인 IV형 등온선을 보여 화학적 수정 후 메조구조 유지를 나타냈습니다[24]. 그림 1d와 표 S2와 같이 SBA-15 ~6nm와 비교하여 FeIX/DOX 접합 시 기공 크기 감소가 관찰되어 SAXRD 결과를 뒷받침했습니다. DOX/SBA-15와 DOX/FeIX-SBA-15 DOX 로딩 함량은 각각 1.14%와 4.27%로 계산되었습니다. 결과는 FeIX 그라프트 SBA-15가 메조기공 내 DOX 로딩 능력을 향상시킴을 나타내며, 이는 DOX/SBA-15의 ~3.7배, 이전 작업[24] DOX/FCA-SBA-15의 ~1.6배였습니다. 약물 분자 로딩 능력 향상은 FeIX와 DOX 간 정제된 분자 상호작용에 기인할 수 있습니다.
메조기공 그라프트 헤민 촉매 활성 및 분해 거동
FeIX-SBA-15 촉매 활성은 H₂O₂ 존재 하에서 TMB를 모델 반응으로 사용하여 평가했습니다[29]. 그림 2a는 분석 용액(TMB+H₂O₂+FeIX-SBA-15) 흡광도 강도가 촉매 반응 시간에 따라 증가함을 보여줍니다. 이에 따라 용액이 푸른색으로 변하고 시간이 지남에 따라 어두워졌습니다(그림 2b). 그러나 H₂O₂ 또는 FeIX-SBA-15 중 하나가 용액에 없을 때 반응이 일어나지 않아 FeIX-SBA-15의 퍼옥시데이스 활성을 나타냈습니다. 한편 그림 S3A와 같이 FeIX-SBA-15는 3시간 반응 시간 내 UV-vis 흡광도 모니터링으로 H₂O₂ 존재 하에서 오렌지 II 분해가 가능했습니다.
a FeIX-SBA-15와 TMB, H₂O₂ 혼합 UV-vis 흡광도 변화. b TMB, H₂O₂, FeIX-SBA-15 함유 용액 시간별 사진. 용액 내 H₂O₂ 선형 검량선(c)과 FeIX-SBA-15 변형 막 위(d)
헤민 그라프트 메조포러스 복합체 고체 형태를 이용해 FeIX-SBA-15 고정화 상업용 필터 막 기반 유동 촉매 포맷을 유기 전환에 테스트했습니다[30, 31]. 그림 S3B와 같이 H₂O₂와 오렌지 II 혼합물이 변형 막을 통과할 때, SBA-15만 있는 대조 막(그림 S3C)과 비교하여 용액 흡광도 강도가 동반 감소하여 FeIX-SBA-15 고정화 막의 재사용 후 큰 촉매 활성을 나타냈으며, 이는 폐수 염료 분해에 적용될 수 있습니다[32, 33].
또한 무우 퍼옥시데이스와 비교하여 헤민 함유 복합체는 헤민이 산성 용액 포함 상대적으로 가혹한 조건에서 충분한 안정성 덕분에 넓은 pH 범위에서 놀라운 촉매 활성을 보였습니다[29, 34], 이는 실용적으로 중요합니다.
H₂O₂ 발색 검출
FeIX-SBA-15 TMB 촉매 반응 모델을 기반으로 용액 내 H₂O₂ 정량 분석을 위한 발색 전략을 그림 2c 검량선으로 확립했습니다. H₂O₂ 농도 범위는 25~500μM, 검출 한계(LOD) 2.1μM이었습니다.
순차적으로 FeIX-SBA-15 변형 상업용 막을 통해 다양한 농도 H₂O₂ 직접 여과로 간이 발색 H₂O₂ 검출도 개발했습니다. 그림 2d와 같이 선형 검출 범위는 0.293~8.80mM, 검출 한계 0.067mM으로 추정되었습니다. 이전 보고서들과 얻은 분석 매개변수 비교를 표 1에 정리했으며, 이는 촉매 농도, pH, 분석 온도 등 반응 조건과 관련된 검출 성능을 나타냅니다. 제안된 방법이 이전 보고서를 능가하지는 않지만, 넓은 검량 농도 범위에서 발색 법과 비교 가능한 분석 성능을 가집니다[35].
세포독성 분석 및 DOX 로딩 복합체 세포 영향 동적 모니터링
그림 3과 같이 시료 A549 세포 성장 억제 효과를 CCK-8 키트로 먼저 평가했으며 측정된 24시간 반억제농도(IC₅₀)를 표 S3에 요약했습니다. 150μg/ml SBA-15 처리 세포는 여전히 80% 이상 세포 생존율을 유지하여 물질 저세포독성을 반영했습니다. DOX/FeIX-SBA-15 IC₅₀(12.6μg/ml)은 DOX/SBA-15(58.8μg/ml)보다 ~4배, FeIX-SBA-15(35.4μg/ml)보다 ~3배 낮아 FeIX SBA-15 그라프팅이 DOX 로딩을 개선하여 세포독성 효과를 향상시킴을 시사했습니다.
SBA-15, FeIX-SBA-15, DOX, DOX/SBA-15, DOX/FeIX-SBA-15 각각 배양 A549 세포 생존율
RTCA로 모니터링된 그림 4a, b에서 다른 복합체 처리 A549 세포 성장 상태는 지속적 약물 방출을 보여주었습니다. 이는 세포 생리적 조건을 반영하는 무표지 임피던스 검출 원리 기반입니다[41]. 그림 4a에서 테스트 용량에서 DOX 처리 세포 지수 값은 처음 증가했다가 급격히 감소했으며, DNA 손상 과정 관여로 정규화 세포 지수(NCI) 값 급감 관찰되었습니다[42]. FeIX-SBA-15(12.6μg/ml)와 DOX/FeIX-SBA-15(12.6μg/ml) NCI 값은 대조군보다 낮았지만 NCI 값은 배양 시간과 함께 증가하는 것으로 관찰되었습니다. FeIX-SBA-15와 비교하여 DOX/FeIX-SBA-15 처리 세포 NCI 값은 치료 처음 몇 시간 동안 증가했습니다. 그러나 메조기공에서 방출된 DOX 유효 농도 축적이 메조포러스 DOX/FeIX-SBA-15 지속적 방출 거동과 약물 전달로 인해 대부분의 세포를 죽이기에 충분하지 않아, DOX/FeIX-SBA-15 처리 A549 세포 성장은 상대적으로 안정적이고 억제된 상태를 보인 반면 FeIX-SBA-15 처리 세포 지수 값은 다음 과정에서 유의하게 증가했습니다. CCK-8에서 12.6μg/ml IC₅₀ 농도에서 DOX/FeIX-SBA-15 NCI 값은 24시간 대조군 50%보다 높게 나타났습니다. 따라서 DOX/FeIX-SBA-15 다중 용량 효과를 기록했습니다(그림 4B) 그리고 기록된 DOX/FeIX-SBA-15 NCI에서 유도된 용량-반응 곡선을 RTCA 소프트웨어로 계산했습니다(그림 4c, d). DOX/FeIX-SBA-15 처리 세포 IC₅₀ 값은 15.0(24h)으로 CCK-8 테스트와 일치했습니다. 48시간 배양 후 계산된 IC₅₀은 6.7(48h)μg/ml였습니다.
A549 세포 성장: a 다른 물질 처리, b DOX/FeIX-SBA-15 다양한 농도(a-f: 1.6, 3.2, 6.3, 12.6, 25.2, 50.4μg/ml) 및 용량-반응 곡선(c, d). 그림 a&b 검은 선은 물질 첨가 시점 제안
결론
본 연구에서 우리는 헤민 분자를 SBA-15에 다중 용도로 성공적으로 그라프트했습니다. 구축된 FeIX-SBA-15는 항암제 로딩에 바람직했고 H₂O₂ 존재 하에서 TMB 촉매와 산성 오렌지 II 분해에 용액과 막 모두에서 효과적이었습니다. TMB 촉매 모델 반응 기반으로 과산화수소 정량 분석을 위한 발색 전략을 확립했습니다. 또한 FeIX 그라프트 SBA-15는 비교적 높은 DOX 로딩 함량을 선호하며 DOX/SBA-15에 비해 암세포 성장 억제 효과를 개선했습니다. 한편 DOX/FeIX-SBA-15 A549 세포독성은 RTCA로 동적으로 모니터링되어 메조기공에서 DOX 약물 분자 지속적 방출 거동을 명백히 시사했습니다. 이 기반에서 이 약물 전달 시스템은 DOX 세포독성을 감소시켰지만 여전히 종양 세포 성장 억제에 효과적이었습니다. 종합하면 우리가 생성한 헤민 그라프트 메조포러스 실리카 나노복합체는 고체 촉매와 약물 전달 시스템으로서 엄청난 생물의학적 잠재력을 가진 다재다능한 나노플랫폼을 제공할 수 있습니다.