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第 6 期                  梁   良，等:  甲氨蝶呤插层 MgAl-LDH 复合物的制备与释药性能                            ·1167·


                 层状双氢氧化物（Layered Double Hydroxides，            美国 Bio-Rad 公司；CT18RT 型高速台式冷冻离心
            LDHs）是一类具备阴离子交换能力的纳米层状材                            机，上海天美科技仪器有限公司。
            料 [1-3] ，其结构中的层板是由一定比例的二价和三价                           Mg(NO 3 ) 2 ·6H 2 O、Al(NO 3 ) 3 ·9H 2 O、NaOH、聚
            金属离子与羟基共价结合而成，表面带有正电，板                             乙二醇 400、KH 2 PO 4 、K 2 HPO 4 、NaCl、醋酸钠、冰
            层间则填充着阴离子以满足电荷平衡的需要。由于                             醋酸，AR，国药集团化学试剂有限公司；甲氨蝶呤
            LDHs 具有结构可变、低毒性、良好的生物相容性、                          （MTX，质量分数 99%），上海阿拉丁生化科技股
            较高的阴离子交换能力以及酸性条件下的层板溶蚀                             份有限公司；浓盐酸（质量分数 36%）、乙醇（质量
            特性等优点，成为近年来药物载体材料的热点研究                             分数 95%），西陇化工股份有限公司；A549 和 MG63
            对象  [4-7] 。                                        细胞，中国科学院上海生物化学与细胞生物研究所；
                 甲氨蝶呤（Methotrexate，MTX）作为一款临床                  RPMI1640 培养液、胎牛血清（体积分数 10%）、双
            基本阴离子抗肿瘤药物，被广泛应用于急性白血病                             抗（青霉素和链霉素），杭州欣越生物工程有限公司；
            及实体瘤的治疗，但该药的毒副作用较为明显，高                             二甲基亚砜（DMSO），AR、溴化噻唑蓝四氮唑
            剂量使用可能导致脏器病变等严重后果                   [8-9] 。有报道     （MTT，质量分数大于 98%），上海生物工程有限
            指出，将 MTX 插入到 LDHs 层间，形成载药复合物                       公司；实验用水均为新煮沸过的去离子水。
            后，能够通过 LDHs 板层结构的保护作用，降低毒                          1.2    MTX-LDH 的合成、表征与工艺优化设计
            副作用且药效显著提升           [10-11] 。然而，在 MTX-LDH         1.2.1    合成
            制备过程中，通常存在产物单分散性较差、易发生                                 称取 0.35 g（8.75 mmol）NaOH 固体溶于 50 mL
            沉降等问题，这限制了该载药复合物在临床方面的                             去离子水中，再加入 0.091  g（0.20  mmol）MTX，
            应用   [12-14] 。为解决这一问题，研究者们分别通过改                    超声溶解，并迅速倒入三口烧瓶中，通以氮气保护，
            变金属离子物质的量比例            [15] 、引入不同溶剂     [16] 、调    60  ℃下磁力搅拌。然后，称取 0.684 g（2.67 mmol）
            整合成方法      [17] 等途径控制复合产物粒径，改善其分                   Mg(NO 3 ) 2 ·6H 2 O  和  0.500  g （ 1.33  mmol ）
            散性能，取得了一定效果，但是缺乏对各工艺参数                             Al(NO 3 ) 3 ·9H 2 O 一起溶于 10  mL 去离子水中，再加
            的系统研究。另外，考虑到肿瘤细胞环境一般为弱                             入 15  mL 聚乙二醇 400。随后，将混合盐溶液以每
            酸性  [18-19] ，因此，研究 MTX-LDH 在弱酸环境下的                 秒 1~2 滴的速度持续滴加到三口烧瓶中，并用 NaOH
            释药机理更具有实际应用意义。                                     溶液调节 pH 约为 9.5，在此条件下反应 3  h，然后
                 本文在前期工作的基础上，利用正交实验系统                          将反应液离心，分别用乙醇和去离子水反复洗涤沉
            研究了反应温度、镁铝物质的量比以及 MTX 和聚                           淀物至少 3 次，再用去离子水重悬后置于水热釜中，
            乙二醇 400 的加入量对 MTX-LDH 复合物性能的影                      在 100 ℃下晶化 12  h，最后取出晶化液待冷却后进
            响，优化出最佳制备工艺，在保证较高载药率的前                             行冷冻干燥，得到黄色粉末状产物。
            提下，得到具有合适粒径分布和良好单分散性的产                                 空白 LDHs 为未加入 MTX 药物的样品，反应时
            物。再选用空白 LDHs 与复合物进行对比表征，分                          不加入聚乙二醇 400，其余合成条件与 MTX-LDH
            析其性能变化。研究了 MTX-LDH 复合物在不同 pH                       相同。
            环境中的释放性能，确认其具备 pH 响应型缓释特                           1.2.2    表征
            性，并阐释了释放机理，为后续生物实验的深入研                                 分别使用 FTIR、XRD、TG 以及 TEM 对空白
                                                               LDHs 与 MTX-LDH 进行表征和分析；另外，通过
            究与应用奠定基础。
                                                               细胞毒性实验对空白 LDHs 作为载体材料的生物毒
            1    实验部分                                          性进行了初步评价。
                                                                   细胞毒性实验：将不同种类的癌细胞（肺癌
            1.1    主要仪器与试剂                                     A549 和骨肉瘤 MG63）以 1.0×10 个/孔的密度接种
                                                                                             4
                 VERTEX70 型傅里叶变换红外光谱仪（分辨率                      在 96 孔板中，细胞贴壁 24  h 后弃去培养基，每孔
                 –1
            2 cm ，KBr 压片）、D8 ADVANCE 型 X 射线衍射仪                 加入 200 μL 不同浓度的空白 LDHs（10、50、100、
            〔Cu 靶，靶压 40 kV，靶流 40 mA，扫描速率 6 ()/min〕，           200、400 mg/L）孵育 48 h，之后弃去液体，加入新
            德国 Bruker 公司；Power  PC 型紫外-可见分光光度                  鲜的细胞培养液 100 μL，再加入 30 μL MTT 溶液（5
            计，北京莱伯泰科仪器股份有限公司；STA8000 型                         g/L），培养 4 h 后，弃去液体，加入 150 μL DMSO
            同步热分析仪（N 2 氛围，升温速率 10  ℃/min），美                    培养 15 min，随后用酶标仪在 490 nm 下检测酶标板
            国 PerkinElmer 公司；90Plus 型激光粒度仪，美国                  的吸光度。
            Brookhaven 公司；JEM-1230 型透射电子显微镜（工                  1.2.3    工艺优化设计
            作电压 80  kV），日本 JEOL 公司；680 型酶标仪，                       根据本课题组的单因素实验结果，拟选用反应
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