CN114452300A - 黑磷纳米片在制备抑制肿瘤迁移和侵袭的药物中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑磷纳米片在制备抑制肿瘤迁移和侵袭的药物中的用途，该用途为本发明首次提出，对治疗恶性肿瘤提供了一种有效的技术手段，本发明直接以活性纳米材料黑磷纳米片作为药物，在拥有纳米材料本身的尺寸优势的同时，实现抑制肿瘤迁移和侵袭能力。
Description
技术领域
本发明属于纳米技术和生物医药技术领域，涉及一种黑磷纳米片在制备抑制肿瘤迁移和侵袭的药物中的用途。
背景技术
随着科技的发展，人们对肿瘤的认识水平有所提高，癌症的发生率与死亡率也较从前有所下降，但癌症仍然是最严峻的世界性健康问题，我国肿瘤死亡病例约占所有死亡病例的1/4。
目前肿瘤的治疗方法主要集中在化疗、放疗或者手术治疗，其中手术治疗是目前大部分肿瘤的主要治疗手段，通过手术切除对早期无转移的肿瘤可达到根治的目的，但对中晚期己发生转移的肿瘤则没有明显效果。尽管化疗、放疗短期内能控制原发癌的增殖和生长，但在抑制癌症的再发上仍未起到有效的作用，许多由转移引发的身体器官的损伤、副肿瘤综合征和治疗引起的并发症并未得到有效的治疗。肿瘤的高转移能力是导致患者治疗效果不佳的重要原因。因此，研发抑制肿瘤侵袭和迁移的新型药物具有极其重要的意义和必要性。
黑磷，是一种新型的二维纳米材料，它有着类似但不同于石墨烯片层状结构的波形层状结构，黑磷有着许多独特的理化性质，如黑磷具备石墨烯所没有的半导体直接带隙，拥有超出过渡金属硫化物二维材料的电子迁移率～1,000cm2 V-1s-1，光谱包括了整个可见光到近红外区域，因此，黑磷在光电材料、传感器和探测器、纳米催化剂等领域中具有广阔的应用前景。在生物医学领域，二维黑磷纳米片因其本身光学性质和纳米尺寸效应，二维黑磷纳米片已应用于药物输运系统、基因治疗、生物检测、疾病诊断和光热、光动力治疗等方面，但目前对其本身生物效应的研究仍处于初步阶段，关于黑磷与肿瘤转移的作用关系的研究工作仍未有见。
发明内容
为了解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种黑磷纳米片在制备抑制肿瘤迁移和侵袭的药物中的用途。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一方面，本发明提供了一种黑磷纳米片在制备抑制肿瘤迁移和侵袭的药物中的用途。
另一方面，本发明提供了一种黑磷纳米片在制备抗肿瘤的药物中的用途。
再一方面，本发明提供了一种药物制剂，其特征在于，其由作为活性物质的黑磷纳米片和药物制剂上接受的辅料组成。
进一步地，所述药物制剂为胶囊剂、片剂、贴剂、注射剂或喷雾剂。
进一步地，所述肿瘤为胶质瘤、乳腺癌、口腔癌、肺癌、胰腺癌、鼻咽癌、宫颈癌、肝癌、黑色素瘤等各种恶性肿瘤。
进一步地，所述黑磷纳米片的制备方法包括以下步骤：
(1)将黑磷粉末置于溶剂中形成黑磷粉末分散液；
(2)在惰性环境下，超声所述黑磷粉末分散液；
(3)超声完毕后，离心收集上清液，得到所述黑磷纳米片。
进一步地，步骤(1)中所述黑磷粉末的粒径为0.01～10mm；
优选地，步骤(1)中所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、无氧水中的至少一种；
优选地，所述黑磷粉末分散液的浓度为0.1～100mg/mL。
进一步地，步骤(2)中所述超声为水浴超声、探头超声中的至少一种；
优选地，所述水浴超声是以100～500W功率超声1～6h；更优选地，采用超声清洗器进行所述水浴超声；
优选地，所述探头超声是以工作1～10秒停1～10秒的方式循环进行，工作时间与停歇时间共1～6h(工作时间与停歇时间例如为1h、2h、3h、6h，优选3h)，工作时的功率为400～2000W(作时的功率例如为400W、800W、1200W、1600W、2000W，优选1200W)；更优选地，采用细胞破碎仪进行所述探头超声。
进一步地，步骤(3)中所述离心的转速为1000～12000rpm，所述离心的时间为10～60min；
优选地，步骤(3)中所述离心的转速为4000rpm，在该转速下既可保证黑磷纳米片的质量(黑磷纳米片的薄厚及小尺寸)也可得到较高最终产品得率。
进一步地，所述黑磷纳米片的纵向尺寸为1～100nm，横向尺寸为3-1000nm。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：本发明直接以活性纳米材料黑磷纳米片作为药物，在拥有纳米材料本身的尺寸优势的同时，实现抑制肿瘤迁移和侵袭能力；
本发明首次提出了一种黑磷纳米片在制备抑制肿瘤迁移和侵袭的药物中的用途，对治疗恶性肿瘤提供了一种有效的技术手段；
本发明制得的黑磷纳米片纵向尺寸为1～100nm，横向尺寸为3-1000nm，尺寸均一，可应用于生物医学领域。
附图说明
图1是本发明实施例1制备得到的黑磷纳米片的透射电镜图(TEM)；
图2是本发明实施例2中CCK8法检测细胞活力的实验结果图；
图3是本发明实施例3中划痕实验检测细胞迁移能力的实验结果图；
图4是本发明实施例4中Transwell侵袭实验检测结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
下列实例中未注明具体条件的实验方法，按照常规条件或生产厂家所建议的条件进行操作。
实施例1：黑磷纳米片的制备
在充氩气的手套箱中称取25mg的黑磷块体，在研钵中研磨成粉末后，以1mg/mL的浓度置于NMP溶液中。在N2气体的保护下，在冰浴控温的环境中，密封在50mL塑料管中，通过功率为1200W和工作间隔为工作2秒停4秒的细胞破碎仪探头超声，强烈声波震荡3小时，然后以4000rpm的转速离心20min后取上清分散液，制备得到黑磷纳米片分散液。将制备得到的黑磷纳米片分散液于硅片上干燥后，进行TEM测试，测试结果如图1所示，从图1可以看出，制备得到了良好分散的高质量二维黑磷纳米片。
实施例2：细胞增殖实验
采用CCK8试剂盒检测肿瘤细胞的活力：
1、接种细胞：实验设置空白对照组、阴性对照组和实验处理组，每组设有5个复孔。取对数生长期的U87肿瘤细胞，TE消化后，用新鲜的细胞培养液制成单细胞悬液，并以1×104/mL浓度接种于96孔板中，每孔接种100μL，将培养皿置于37℃、CO2浓度为5％、相对湿度为90％的培养箱中预培养至细胞贴壁。
2、细胞处理：用新鲜的细胞培养液对实施例1制备得到的黑磷纳米片分散液进行梯度稀释，使终浓度分别为0.25、0.5、1.0、2.0、4.0μg/mL。吸去细胞培养上清，每孔加入100μL不同浓度的含有黑磷纳米片的细胞培养液，分别孵育24h后，吸去培养上清，每孔中加入100μL新鲜培养液配制的CCK8使用液(10％)，37℃继续培养24h；其他条件相同，以加入与黑磷纳米片分散液等体积PBS溶液的细胞培养液作为阴性对照；无细胞仅含有完全培养液作为空白对照组。
3、细胞检测：使用酶标仪测定450nm波长处的吸光度值，以650nm波长处的光密度吸收值作为参比计算每孔的净吸光度(OD值)。记录数据并按如下公式进行处理，细胞生存率＝(实验孔OD值-空白对照孔OD值)/(阴性对照孔OD值-空白对照孔OD值)×100％，结果如图2所示，从图2可以看出，黑磷纳米片无明显细胞毒性。
实施例3：划痕实验
1、胰酶消化对数期U87细胞后，细胞计数调整其细胞浓度，每孔约5×105个细胞。
2、单层细胞密度为100％时，利用直尺配合枪头进行划痕实验。
3、用新鲜的细胞培养液对实施例1制备得到的黑磷纳米片分散液进行梯度稀释，使终浓度分别为0.25、0.5、1.0、2.0、4.0μg/mL。用PBS清洗细胞3次，洗去脱落细胞，并分别给予不同浓度的含有黑磷纳米片的细胞培养液。其他条件不变，以加入不含有黑磷纳米片的同体积细胞培养液作为空白对照组。
4、放入37℃，5％CO2培养箱培养。按0h和24h取样，利用显微镜于白光下拍照。
5、结果分析
划痕实验结果如图3所示，与空白对照组相比，给药组能明显抑制U87肿瘤细胞的迁移，并呈现剂量依赖性。
实施例4：Transwell侵袭实验
1、6孔板培养U87细胞至细胞密度为70-80％。
2、用新鲜的细胞培养液对实施例1制备得到的黑磷纳米片分散液进行梯度稀释，使终浓度分别为0.25、0.5、1.0、2.0、4.0μg/mL。弃去培养板中培养基，用PBS清洗细胞2次，每次1mL，并分别给予不同浓度的含有黑磷纳米片的细胞培养液，继续孵育细胞24h。其他条件不变，以加入不含有黑磷纳米片的同体积细胞培养液作为空白对照组。
3、转移细胞到Transwell小室：用PBS清洗6孔板中细胞2次，每次1mL，之后用胰酶消化细胞，用1mL含有10％FBS的培养基终止消化，并将消化下来的细胞转移至15mL离心管中，1000rpm，离心5mins，弃去上清液，用DMEM培养基重悬细胞，并进行细胞计数，调整细胞数至2×105/mL。
4、向24孔板中加入37℃含10％FBS的DMEM培养基750μL。
5、弃去上室中液体，将小室移至含有750μL DMEM培养基的孔中，向小室中加入400μL含有细胞悬液的DMEM，并将24孔板放入37℃，95％CO2孵箱孵育。
6、孵育48h后，将小室取出，弃去上室培养基，用棉签轻拭小室底部，用PBS清洗2次，每次l mL，用4％多聚甲醛固定后，再用0.1％结晶紫染色，PBS清洗后，于显微镜下拍照。
7、计算经过小室的细胞数目，并与空白对照组比较分析。
8、结果分析
Transwell侵袭实验结果如图4所示，与空白对照组相比，给药组能明显抑制U87细胞系的侵袭能力，并呈现剂量依赖性。
综上，本发明实施例通过细胞增殖实验、划痕实验和Transwell侵袭实验，验证黑磷纳米片对肿瘤细胞迁移和侵袭能力的抑制作用。实验结果表明，本发明的黑磷纳米片能够有效抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。
Claims (10)
1.黑磷纳米片在制备抑制肿瘤迁移和侵袭的药物中的用途。
2.黑磷纳米片在制备抗肿瘤的药物中的用途。
3.一种药物制剂，其特征在于，其由作为活性物质的黑磷纳米片和药物制剂上接受的辅料组成。
4.根据权利要求3所述的药物制剂，其特征在于，所述药物制剂为胶囊剂、片剂、贴剂、注射剂或喷雾剂。
5.根据权利要求1或2所述的用途，或权利要求3或4所述的药物制剂，其特征在于，所述肿瘤为胶质瘤、乳腺癌、口腔癌、肺癌、胰腺癌、鼻咽癌、宫颈癌、肝癌、黑色素瘤。
6.根据权利要求1或2所述的用途，或权利要求3或4所述的药物制剂，其特征在于，所述黑磷纳米片的制备方法包括以下步骤：
(1)将黑磷粉末置于溶剂中形成黑磷粉末分散液；
(2)在惰性环境下，超声所述黑磷粉末分散液；
(3)超声完毕后，离心收集上清液，得到所述黑磷纳米片。
7.根据权利要求6所述的用途或药物制剂，其特征在于，步骤(1)中所述黑磷粉末的粒径为0.01～10mm；
优选地，步骤(1)中所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、无氧水中的至少一种；
优选地，所述黑磷粉末分散液的浓度为0.1～100mg/mL。
8.根据权利要求6所述的用途或药物制剂，其特征在于，步骤(2)中所述超声为水浴超声、探头超声中的至少一种；
优选地，所述水浴超声是以100～500W功率超声1～6h；更优选地，采用超声清洗器进行所述水浴超声；
优选地，所述探头超声是以工作1～10秒停1～10秒的方式循环进行，工作时间与停歇时间共1～6h，工作时的功率为400～2000W；更优选地，采用细胞破碎仪进行所述探头超声。
9.根据权利要求6所述的用途或药物制剂，其特征在于，步骤(3)中所述离心的转速为1000～12000rpm，所述离心的时间为10～60min；
优选地，步骤(3)中所述离心的转速为4000rpm。
10.根据权利要求6所述的用途或药物制剂，其特征在于，所述黑磷纳米片的纵向尺寸为1～100nm，横向尺寸为3-1000nm。
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