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)具有磁力學的特殊性質(zhì)，表現(xiàn)為超順磁性，給藥后在外加磁場作用下，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用于生物醫(yī)學領域，尤其是作為抗腫瘤藥物的靶向遞送。因為其制備工藝相對簡單，使用方便，療效確切，因而其應用前景備受注目。然而，由于納米材料的特殊性質(zhì)，人們目前還不能預期其對生物體是否具有危害作用，因此對納米材料進行生物安全性評價是納米材料能否進入臨床的關鍵環(huán)節(jié)。當磁性納米粒Fe3O4

2、進入機體以后，它們之間的相互作用與常規(guī)物質(zhì)可能會有很大不同，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)的代謝分布以及對組織器官的損傷作用。具體研究內(nèi)容包括以下四個部分。
　　 1.建立MN-Fe3O4在小鼠體內(nèi)含量的檢測方法
　　 實驗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MN-Fe3O4

3、分散液吸光度的性質(zhì)進行考察，得到最佳的吸收波長在480hm處。實驗動物的組織和器官都含有生物鐵，降低了檢測的敏感度，對MN-Fe3O4的含量分析測定產(chǎn)生干擾。另外，血液中含有大量生物鐵，同樣影響檢測值。因此為了排除這些干擾需要對樣品進行處理。實驗通過蛋白酶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)對檢測值的干擾，使得化學比色法得到較好的檢測結果

4、。實驗結果表明:MN-Fe3O4在80-0.31μg/ml濃度范圍內(nèi)線性關系良好，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殘留在動物體內(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小鼠隨機分為實驗組(50只，隨機分成A、B、C、D、E、F、G、H、I、J共10組，每組5

5、只)和空白對照組（5只）。實驗組均按照MN-Fe3O4劑量5 mg/kg經(jīng)尾靜脈注射;空白對照組給予生理鹽水。分別在給藥后不同時間點取全血、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，通過比色法進行含量分析。結果顯示經(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達到峰值，腦中的蓄積量在4h達到峰值，腸和肌肉中的蓄積量在8h達到峰值，在全血和肝中的蓄積量在12h達到峰值，心、脾中的蓄積量在96 h達到峰值。經(jīng)過對數(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后對機體的損傷。將全部小鼠隨機分成實驗組（15只，隨機分成A、B、C3個組，）和對照組（5只，經(jīng)過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HE染色法觀察組織形態(tài)結構。結果顯示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、脾紅髓擴張出血，脾白髓淋巴細胞增生。心、肝、腦、肺和肌肉未見異常。由此可見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，對機體損傷并不嚴重。
　　 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只小鼠隨機分成4組，分別將小鼠放入代謝籠中，每籠一只，自由進食飲水。經(jīng)尾靜脈注射MN-Fe3O4，生

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