四氧化三鐵磁性納米粒安全性研究.pdf

1、四氧化三鐵磁性納米粒(MN-Fe3O4)具有磁力學(xué)的特殊性質(zhì)，表現(xiàn)為超順磁性，給藥后在外加磁場(chǎng)作用下，可定向分布于生物體內(nèi)某一特殊部位，通常作為磁性載體材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其是作為抗腫瘤藥物的靶向遞送。因?yàn)槠渲苽涔に囅鄬?duì)簡(jiǎn)單，使用方便，療效確切，因而其應(yīng)用前景備受注目。然而，由于納米材料的特殊性質(zhì)，人們目前還不能預(yù)期其對(duì)生物體是否具有危害作用，因此對(duì)納米材料進(jìn)行生物安全性評(píng)價(jià)是納米材料能否進(jìn)入臨床的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當(dāng)磁性納米粒Fe3O4

2、進(jìn)入機(jī)體以后，它們之間的相互作用與常規(guī)物質(zhì)可能會(huì)有很大不同，需要明確知道Fe3O4磁性納米粒子到底如何與生物體相互作用。本論文著重研究磁性納米粒Fe3O4在小鼠體內(nèi)的代謝分布以及對(duì)組織器官的損傷作用。具體研究?jī)?nèi)容包括以下四個(gè)部分。
　　 1.建立MN-Fe3O4在小鼠體內(nèi)含量的檢測(cè)方法
　　 實(shí)驗(yàn)使用超聲儀將四氧化三鐵磁性納米粒(MN-Fe3O4)溶液超聲45 min，得到穩(wěn)定的MN-Fe3O4分散液。對(duì)MN-Fe3O4

3、分散液吸光度的性質(zhì)進(jìn)行考察，得到最佳的吸收波長(zhǎng)在480hm處。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的組織和器官都含有生物鐵，降低了檢測(cè)的敏感度，對(duì)MN-Fe3O4的含量分析測(cè)定產(chǎn)生干擾。另外，血液中含有大量生物鐵，同樣影響檢測(cè)值。因此為了排除這些干擾需要對(duì)樣品進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)通過(guò)蛋白酶K消化樣品;利用磁力架分離出MN-Fe3O4，去除生物鐵的干擾;最終采用馬弗爐在420℃碳化2h，然后酸化Fe2+，去除樣品本體中的物質(zhì)對(duì)檢測(cè)值的干擾，使得化學(xué)比色法得到較好的檢測(cè)結(jié)果

4、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:MN-Fe3O4在80-0.31μg/ml濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，生物樣品中MN-Fe3O4平均回收率為90％，RSD為6％。該方法能夠較好的用于檢測(cè)殘留在動(dòng)物體內(nèi)組織的磁性納米粒。
　　 2.MN-Fe3O4在小鼠體內(nèi)的組織分布
　　 觀察MN-Fe3O4載體經(jīng)尾靜脈注射給藥后，在小鼠體內(nèi)的組織分布特征。將CD-1小鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(50只，隨機(jī)分成A、B、C、D、E、F、G、H、I、J共10組，每組5

5、只)和空白對(duì)照組（5只）。實(shí)驗(yàn)組均按照MN-Fe3O4劑量5 mg/kg經(jīng)尾靜脈注射;空白對(duì)照組給予生理鹽水。分別在給藥后不同時(shí)間點(diǎn)取全血、心、肝、脾、肺、腎、腦、肌肉、腸。將組織器官制成勻漿，用磁力架回收MN-Fe3O4，通過(guò)比色法進(jìn)行含量分析。結(jié)果顯示經(jīng)尾靜脈注射同等劑量MN-Fe3O4后，MN-Fe3O4在器官中蓄積的量由高至低:血（70.82μg/g）＞心（59.62μg/g）＞肺（48.01μg/g）＞肝（45.12μg/g）

6、＞腎（41.34μg/g）＞腸（40.33μg/g）＞脾（33.17μg/g）＞肌肉（6.63μg/g）＞腦（2.43μg/g）;肺和腎中的蓄積量在2h達(dá)到峰值，腦中的蓄積量在4h達(dá)到峰值，腸和肌肉中的蓄積量在8h達(dá)到峰值，在全血和肝中的蓄積量在12h達(dá)到峰值，心、脾中的蓄積量在96 h達(dá)到峰值。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)尾靜脈注射給予MN-Fe3O4后，主要分布在腸、肺、心、肝、脾、血中，而腎、肌肉和腦中蓄積較少。
　　 3.MN-

7、Fe3O4對(duì)小鼠組織器官的損傷作用
　　 觀察經(jīng)小鼠尾靜脈注射給予MN-Fe3O4后對(duì)機(jī)體的損傷。將全部小鼠隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組（15只，隨機(jī)分成A、B、C3個(gè)組，）和對(duì)照組（5只，經(jīng)過(guò)尾靜脈注射給予生理鹽水）。分別在24、48、96 h，取出心、肝、脾、肺、腎、腦、肌肉、腸組織。將組織器官用中性甲醛固定液固定，通過(guò)HE染色法觀察組織形態(tài)結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示24 h出現(xiàn)腎內(nèi)充血，腎小管出血;48h腎間質(zhì)出血，腎小管減少，96 h基本正常;回

8、腸淋巴組織增生，腸腺少量出血;空腸有少量出血;肝竇出血;脾竇、脾紅髓擴(kuò)張出血，脾白髓淋巴細(xì)胞增生。心、肝、腦、肺和肌肉未見(jiàn)異常。由此可見(jiàn)MN-Fe3O4經(jīng)尾靜脈注射迅速分布全身，但是很快從組織中被清除，對(duì)機(jī)體損傷并不嚴(yán)重。
　　 4.MN-Fe3O4的代謝途徑
　　 觀察經(jīng)小鼠尾靜脈注射MN-Fe3O4后的代謝途徑。取20只小鼠隨機(jī)分成4組，分別將小鼠放入代謝籠中，每籠一只，自由進(jìn)食飲水。經(jīng)尾靜脈注射MN-Fe3O4，生

9、理鹽水作為對(duì)照組。劑量同樣為MN-Fe3O45 mg/kg。分別采集尿和糞便樣品檢測(cè)。取小腸和大腸固定，通過(guò)HE染色法觀察組織。取另外20只小鼠，隨機(jī)分為4組，進(jìn)行膽總管結(jié)扎術(shù)。同上述同樣的給藥劑量、樣品采集以及組織固定。進(jìn)行HE染色觀察。結(jié)果顯示MN-Fe3O4通過(guò)腸道和腎臟排泄。未結(jié)扎組在經(jīng)尾靜脈給予MN-Fe3O4在糞便中48 h達(dá)到峰值為130 mg/kg，而在96 h排出量與對(duì)照組基本持平。膽總管結(jié)扎組結(jié)果顯示:排出量峰值在9