甲酰基去氧胆酸修饰的Fe3O4纳米粒子的制备及其对土霉素负载的应用

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.220149

摘要/Abstract

摘要：

成功构建了甲酰基去氧胆酸修饰的磁性Fe₃O₄纳米粒子（FDCA-MNPs），采用红外光谱和透射电子显微镜等手段研究了复合材料的结构、形貌、粒径以及磁性能。以制备的磁性纳米材料为药物载体，用荧光光谱法研究了FDCA-MNPs磁性纳米复合物对于土霉素（OTC）的载药和释药性能，并提出了可能的载药机理。考察了37 ℃的条件下，pH值在7和9时载体的药物负载和药物释放性能，发现药物的释放率在pH=9时（11.8%）高于pH=7（8.8%）。此外，在体外条件下对比了药物载体、土霉素和药物载体-土霉素复合物在不同浓度的条件下对大肠杆菌的抑菌效果，结果表明FDCA-MNPs本身不具有杀灭大肠杆菌的能力，与土霉素相比，负载有土霉素的纳米药物复合物在相同浓度条件下展现出了更好的灭菌能力。在实验条件下最小抑菌浓度为3 μg/mL，此时抑菌率达到97.8%。证明磁性纳米载体与药物的协同作用可以有效地杀菌，从而减少抗生素的用量。

关键词: Fe₃O₄纳米粒子, 土霉素, 药物释放

Abstract:

Formyldeoxycholic acid modified Fe₃O₄ nanoparticles （FDCA-MNPs） have been successfully constructed. The structure， morphology and magnetic properties of FDCA-MNPs are characterized by Fourier transform infrared spectroscopy （FT-IR）， transmission electron microscopy （TEM） and vibrating sample magnetometer. Oxytetracycline （OTC） is used as a model drug to evaluate the drug loading and release behaviors of FDCA-MNPs. The maximum loading of OTC is 59.7 mg/g， and the loading behavior follows Freundlich adsorption balance equations with multilayer adsorption．Furthermore， FDCA-MNPs@OTC shows a higher release rate at pH=9 （11.8%） than that of pH=7 （8.8%）. The bacteriostatic activities of FDCA-MNPs， OTC， FDCA-MNPs@OTC against E.coli are compared in vitro. The results show that FDCA-MNPs have no inhibition-activity for E.coli， meanwhile， FDCA-MNPs@OTC displays better sterilization ability than OTC at the same concentration. The minimum antibacterial concentration is 3 μg/mL， and the antibacterial rate reaches 97.8%. It is proved that the synergistic effect of drug carrier and drugs reveals good antibacterial properties and reduce the dosage of antibiotics.

Key words: Fe₃O₄ nanoparticles, Terramycin, Drug release

中图分类号:

O651

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图/表 7

图1 FDCA-MNPs的合成路线

Fig.1 The synthetic route of FDCA-MNPs

图2 APTES-MNPs和FDCA-MNPs的红外光谱图（A）和透射电子显微镜照片（B）

Fig.2 FT-IR spectra of APTES-MNPs and FDCA-MNPs （A） and TEM micrographs of FDCA-MNPs （B）

图3 （A）FDCA-MNPs的XRD图谱；（B）APTES-MNPs和FDCA-MNPs的磁滞回线图；（C）APTES-MNPs和FDCA-MNPs的热重曲线的热失重曲线

Fig.3 （A） XRD patterns of FDCA-MNPs；（B） Magnetic hysteresis loops of APTES-MNPs and FDCA-MNPs；（C） TGA curves of APTES-MNPs and FDCA-MNPs

图4 FDCA-MNPs对OTC的吸附等温线（A）以及Langmuir（B）和Freundlich （C）等温线性拟合

Fig.4 Adsorption isotherms of OTC on FDCA-MNPs （A） and fitting of adsorption isotherm data with Langmuir （B） and Freundlich （C）

图5 不同PBS缓冲溶液条件下OTC从FDCA-MNPs@ OTC上的释放曲线（pH=7和9）

Fig.5 Release profiles of OTC from FDCA-MNPs@OTC in different PBS （pH=7 and 9）

图6 FDCA-MNPs（A）、OTC（B）和FDCA-MNPs@OTC（C）对大肠杆菌抗菌效果照片

Fig.6 Images of bacteriostasis effect on E.coli by FDCA-MNPs（A）， OTC（B） and FDCA-MNPs@OTC（C）各组物质的质量浓度从左到右依次为1、3、5、7、11和20 μg/mL from left to right， the mass concentrations of each material are 1， 3， 5， 7， 11 and 20 μg/mL， respectively

图7 大肠杆菌（5.0×108 CFU/mL）与FDCA-MNPs@OTC培养时的生存状态ρ（FDCA-MNPs@OTC）=0、1、3、5、7 和11 μg/mL（浓度从左到右）

Fig.7 Images of bacteriostasis effect on E.coli （5.0×108 CFU/mL） by magnetic nanoparticles and ρ（FDCA-MNPs@OTC）=0， 1， 3， 5， 7 and 11 μg/mL， respectively （from left to right）

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甲酰基去氧胆酸修饰的Fe₃O₄纳米粒子的制备及其对土霉素负载的应用

Preparation of Formyl Deoxycholic Acid Modified Fe₃O₄ Nanoparticles and Their Application for Oxytetracycline Loading

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