Composites de silice mésoporeuse à greffe de fer porphyrine pour l'administration de médicaments, la dégradation des colorants et la détection colorimétrique du peroxyde d'hydrogène

Introduction

Pour surmonter les inconvénients des enzymes naturelles telles que la susceptibilité à la dénaturation dans des conditions environnementales difficiles, des efforts considérables ont été investis pour développer des imitateurs d'enzymes de haute stabilité, notamment l'oxyde de graphène, l'hémine et les nanoparticules métalliques [1, 2]. Parmi ces enzymes artificielles, l'hémine, centre actif des familles de protéines hèmes, est une métalloporphyrine naturelle bien connue [3]. En tant que catalyseur, les complexes de métalloporphyrine peuvent catalyser efficacement l'oxydation de polluants environnementaux tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et les colorants azoïques, qui convertissent les molécules de substrat en composés organiques fonctionnels contenant de l'oxygène ou les dégradent en composés inoffensifs [4,5,6]. Néanmoins, l'activité catalytique de l'hémine peut souffrir de l'autodégradation oxydative, de l'agrégation moléculaire pour donner des dimères inactifs et d'une faible solubilité dans les tampons aqueux [7]. L'immobilisation de l'hémine sur un support solide avec une surface spécifique élevée a fourni une stratégie économique mais efficace pour atteindre ses performances catalytiques élevées tout en minimisant la perte d'activité insatisfaisante lors d'utilisations pratiques.

En raison de la faisabilité des adaptations structurelles aux surfaces externe et interne [8], divers types de nanomatériaux de silicium mésoporeux (MSN) avec de la métalloporphyrine ont suscité une attention croissante pour diverses applications. Par exemple, Huang et al. ont rapporté des nanoréacteurs de silice mésoporeuse à base d'hémine possédant une activité de type peroxydase remarquable [9]. Barbosa et al. métalloporphyrines développées immobilisées Fe₃ O₄ @SiO₂ sous-microsphères mésoporeuses comme catalyseurs biomimétiques réutilisables pour l'oxydation des hydrocarbures [10]. Très récemment, Sun et al. ont rapporté un nouveau capteur de chimiluminescence basé sur la bioreconnaissance à double aptamère et la silice mésoporeuse encapsulée dans de l'hémine pour la détection de la thrombine [11]. Parmi les différents MSN, le SBA-15 (Santa Barbara Amorphous-15) présente une structure de pores hexagonale et une taille de pores réglable de 3 à 10 nm, réalisables pour le greffage chimique de molécules fonctionnelles [8, 12]. En tant que matériaux de silicium, le SBA-15 a une toxicité biologique plus faible, et une grande quantité de groupes Si-OH labiles sur les surfaces du SBA-15 peut être utilisée pour greffer d'autres molécules fonctionnelles afin de conférer plus de fonctionnalités au SBA-15 [13]. Il a été rapporté que le SBA-15 peut être utilisé comme support pour l'immobilisation d'enzymes, la charge d'anticorps et l'administration de médicaments [14,15,16].

La DOX en tant qu'antibiotique chimiothérapeutique efficace est le traitement de première intention d'un cancer à large spectre, mais ses effets secondaires en clinique restent un problème sérieux [17]. Pour améliorer l'efficacité thérapeutique tout en diminuant la toxicité systématique de la DOX, des efforts considérables ont été déployés sur la conception moléculaire ainsi que sur le développement de formulations de divers systèmes d'administration de médicaments. Après que le MCM-41 mésoporeux (Mobil Composition of Matter No. 41) ait été utilisé pour la première fois comme transporteur de médicament en 2001 [18], les MSN, y compris le SBA-15, possédaient des caractéristiques avantageuses [19, 20] en raison de leur structure de pores inhérente souhaitable pour le chargement de médicament. et relâcher. Néanmoins, les modifications chimiques compliquées sur les MSN peuvent limiter leur application pratique.

Dans cette étude, nous avons réussi à greffer de l'hémine sur le SBA-15 pour construire un matériau composite (FeIX-SBA-15) (schéma 1), dans lequel non seulement l'activité enzymatique de l'hémine a été conservée, mais l'encapsulation efficace et soutenue La libération de chlorhydrate de doxorubicine (DOX) a été obtenue, comme en témoigne la courbe de croissance des cellules cancéreuses incubées par la technologie d'analyseur cellulaire en temps réel (RTCA) [21,22,23]. Notamment, une teneur en charge relativement élevée de DOX a été obtenue pour DOX/FeIX-SBA-15 par rapport à nos travaux antérieurs utilisant du SBA-15 modifié par l'acide ferrocènecarboxylique (FCA-SBA-15) [24], ce qui peut être dû au raffinement Empilement π-π entre FeIX et DOX greffés dans le support. De plus, en raison de la forme solide de FeIX-SBA-15 qui a été immobilisée sur une membrane filtrante commerciale, un format de catalyse en flux pour une dégradation efficace des colorants et une détection colorimétrique du peroxyde d'hydrogène a été développé.

Le SBA-15 greffé avec FeIX pour la charge DOX d'un médicament anticancéreux

Matériaux et méthodes

Matériaux

Tous les réactifs étaient de qualité analytique (A.R.) et utilisés sans autre purification. Copolymère tribloc Pluronic P123 (OE₂₀ Bon de commande₂₀ OE₂₀ , MW  =5800) a été acheté auprès de Sigma-Aldrich (Allemagne). Le 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le tétraéthylorthosilicate (TEOS), l'orange acide II et le chlorhydrate de tétraméthylbenzidine ont été obtenus auprès de Shanghai Aladdin Biologique Technology Co., Ltd (Chine). L'hémine et le chlorhydrate de doxorubicine ont été achetés auprès de Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd (Chine). La solution de trypsine-EDTA a été obtenue auprès de Beyotime Biotechnology Co., Ltd (Chine). Les milieux de culture cellulaire (RPMI-1640) provenaient de GE Healthcare Life Sciences Co., Ltd (Chine). Le sérum fœtal bovin (FBS) a été obtenu auprès de Gibco Co., Ltd (États-Unis). La pénicilline et la streptomycine provenaient de Thermo Fisher Scientific Co., Ltd. La lignée cellulaire A549 a été obtenue auprès de l'American Type Culture Collection (ATCC).

Greffage chimique de SBA-15 pour le chargement de médicaments

SBA-15 a été préparé comme précédemment rapporté [12]. Par la suite, 0,40 g de SBA-15 a été dispersé dans 140 mL de méthylbenzène à 80 °C et de l'APTES (1,2 mL) a été ajouté. Ensuite, le mélange a été agité pendant 8 heures supplémentaires et séparé par centrifugation à 5000 tr/min pendant 5 minutes. Après lavage avec de l'éthanol et de l'eau, les produits résultants que l'APTES-SBA-15 ont été séchés à 80 °C. L'hémine (0,15 g) a d'abord été dispersée dans 30 mL de DMSO et suivie de l'ajout d'APTES-SBA-15 (0,60 g), puis le mélange a été agité pendant 7 h supplémentaires à 70 °C. Le produit résultant a été centrifugé, lavé et enfin séché, qui était FeIX-SBA-15.

Après que FeIX a été validé pour être greffé avec succès sur SBA-15, et FeIX-SBA-15 (0,50 g) a été mis en suspension dans 20 mL d'eau déminéralisée contenant du DOX·HCl (2 mg/mL) en agitant à 37 °C pendant 24 h pour charge DOX. Ensuite, les produits ont été centrifugés à 5000 tr/min pendant 5 min. Après lavage, séchage et broyage, les produits finaux ont été récupérés (DOX/FeIX-SBA-15).

Caractérisations

Les caractéristiques morphologiques de l'échantillon ont été étudiées au microscope électronique à balayage (SEM, Hitachi SU-1510) avec un détecteur de rayons X à spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS) fonctionnant à une tension d'accélération de 15 kV. Les diagrammes de diffraction des rayons X aux petits angles (SAXRD) des matériaux préparés ont été collectés par un diffractomètre à rayons X Smartlab TM 9 KW utilisant le rayonnement Cu Kα (λ = 0,154 nm) dans le 2θ de 0,2°–8°. L'analyse de fluorescence X (XRF) a été mesurée sur un spectromètre de fluorescence X (Thermo Scientific, USA). Les isothermes de sorption d'azote ont été mesurées sur un analyseur d'adsorption volumétrique (BELSORP-MINI, Japon) dans une plage de pression relative P/P₀ de 0,01 à 0,99. La surface spécifique et la distribution de la taille des pores ont été calculées à l'aide des mesures de Brunauer–Emmett–Teller (BET) et Barrett–Joyner–Halenda (BJH), respectivement. Les spectres UV-vis solides des matériaux ont été enregistrés par le spectrophotomètre Solid UV-vis (Thermo Scientific, USA). Les spectres d'absorption des échantillons ont été mesurés sur un spectrophotomètre ultraviolet et visible (UV-vis 7300, Chine) pour calculer la teneur en médicament DOX (DLC) selon la formule suivante :DLC (% en poids) = (poids du médicament chargé/total poids du matériau mésoporeux et du médicament chargé) * 100 %. La teneur en fer de DOX/FeIX-SBA-15 a été déterminée par un spectromètre d'émission à plasma à couplage inductif (ICP, PE Optima 2000DV, USA). Avant l'analyse, le DOX/FeIX-SBA-15 a d'abord été complètement dissous dans de l'acide fluorhydrique, puis l'acide fluorhydrique a été volatilisé et l'échantillon a été redissous dans de l'acide nitrique concentré.

Activité catalytique et comportements de dégradation de FeIX-SBA-15

Profitant de l'activité enzymatique de FeIX, l'activité catalytique du TMB et les comportements de dégradation de l'orange acide II en solution ont été étudiés. Une solution mixte contenant 20 mM de NaOH et 1,5 mM de Triton X-100 a été préparée, puis elle a été diluée 4 fois avec une solution de PB pour dissoudre le FeIX-SBA-15. Dans la réaction catalytique du TMB, 500 L de FeIX-SBA-15 (600 μg/mL) mélangés à 500 L de H₂ O₂ (2 mM) comme substrat a été utilisé pour dégrader le TMB (500 μL, 3 mg/mL). Les mesures spectrales ont été effectuées à des intervalles de temps spécifiques pour évaluer le degré de réaction. Afin d'étudier les comportements de dégradation des composites synthétisés, le mélange de 500 L de solution FeIX-SBA-15 (600 μg/mL) et 500 μL de 10 mM H₂ O₂ solution a servi de substrat. Ensuite, 500 pi d'Orange II (0,25 mM) ont été ajoutés à la solution ci-dessus. Les mesures d'absorbance ont été enregistrées à 485 nm.

De plus, les composites ont été davantage immobilisés sur la membrane filtrante commerciale pour dégrader l'orange acide II par catalyse en flux. 5 mL de solution en suspension de FeIX-SBA-15 (600 μg/mL) ont été passés à travers un filtre commercial (0,22 μm, Millipore) pour permettre au matériau d'être piégé sur le filtre et séché à la température ambiante. 500 L de solution Orange II (0,25 mM) mélangée à 500 L de H₂ O₂ (10 mM) et 500 L H₂ O a été passé à travers la membrane filtrante commerciale chargée de FeIX-SBA-15. Les mesures spectrales du mélange ont été enregistrées.

Détection colorimétrique de H₂ O₂

Pour H₂ O₂ détections en solution, les mélanges de 500 L de FeIX-SBA-15 (600 μg/mL) et 500 μL de TMB (3 mg/mL) ont été préparés. Ensuite, 500 L de H₂ O₂ de concentrations variables (25-500 μM) a été ajoutée aux solutions ci-dessus et incubées pendant 10 min à 30 °C. Enfin, les mesures spectrales ont été enregistrées à 651 nm.

Simultanément, la mesure de H₂ O₂ a été menée sur la membrane filtrante commerciale immobilisée les composites d'une manière de catalyse de flux. La membrane modifiée a été obtenue comme décrit ci-dessus. Ensuite, les mélanges de 500 μL de H₂ O₂ (0,293 ~ 8,8 mM), 500 L de TMB (2 mg/mL) et 500 L de H₂ O ont été passés à travers les membranes filtrantes commerciales modifiées séparément, après quoi les mesures spectrales du mélange ont été enregistrées à 651 nm.

L'absorbance a été tracée en fonction de la concentration de H₂ O₂ , et la limite de détection (LOD) de la méthode est évaluée via la formule :LOD = 3RSD/pente. (RSD :écart type relatif).

Cellture cellulaire et détection RTCA

Des cellules pulmonaires humaines non à petites cellules A549 ont été cultivées avec du milieu RPMI-1640, contenant 10 % de FBS, 1 % de solution pénicilline-streptomycine dans un incubateur contenant 5 % de CO₂ à 37 °C (Thermo Scientific). La technologie d'analyseur cellulaire en temps réel (RTCA) (système xCELLigence, ACEA Biosciences Inc.) et la méthode Cell Counting Kit-8 (CCK-8, DOJINDO Laboratory) ont été utilisées pour l'évaluation de la cytotoxicité des matériaux. Dans la détection RTCA, 5 000 à 8 000 cellules par puits ont été ensemencées dans une plaque E. L'incubation et la prolifération des cellules ont été surveillées en temps réel par l'analyseur, dans lequel les changements de signal ont été exprimés en une unité arbitraire définie comme l'indice cellulaire (IC). Les cellules ont été exposées à FeIX-SBA-15 et DOX/FeIX-SBA-15 à une concentration de 12,6 µg/mL. La concentration de DOX était de 0,50 µg/mL. De plus, pour obtenir l'IC₅₀ de DOX/FeIX-SBA-15, des cellules traitées avec différentes doses de DOX/FeIX-SBA-15 de 1,6 à 50,4 µg/mL ont été détectées. De plus, le test du kit CCK-8 en tant que méthode de point final a été utilisé pour détecter la cytotoxicité des matériaux. Le réactif CCK-8 a incubé avec les cellules pendant 2 h et l'absorbance a été mesurée par un lecteur de microplaques à la longueur d'onde de 450 nm.

Résultats et discussion

Caractérisation des matériaux

Le composite DOX/FeIX-SBA-15 a été synthétisé comme illustré dans le schéma 1. APTES-SBA-15 a d'abord été préparé par réaction d'amination [13]. Ensuite, les molécules de FeIX ont été greffées à la surface d'APTES-SBA-15 par une réaction amide et une interaction électrostatique entre les groupes carboxyle et les groupes amino dans le mésopore. Enfin, le médicament anticancéreux DOX chargé dans les composites FeIX-SBA-15 impliquant les fortes interactions moléculaires de l'empilement π-π entre FeIX et DOX en raison de la molécule macrocyclique plane conjuguée de FeIX [25] et du chromophore anthracycline de DOX [24].

La microstructure de surface des composites a été évaluée par microscopie électronique à balayage (MEB). Comme le montre la figure 1a, SBA-15 de structures tubulaires avec une certaine uniformité de taille de 0,4 à 1 μm se sont formées dans SBA-15 et les molécules FeIX et DOX attachées n'ont causé aucun changement morphologique apparent. Les images MET (Fig. S1) de DOX/FeIX-SBA-15 en comparaison avec SBA-15 ont validé la mésostructure retenue après les modifications chimiques. La composition chimique de DOX/FeIX-SBA-15 a été en outre estimée par spectroscopie de fluorescence X. Comme le montre le tableau S1, Si, O, C, Fe et des traces d'autres éléments absorbés ont été trouvés dans DOX/FeIX-SBA-15. Comparé à celui de FeIX-SBA-15, le pourcentage d'atomes calculé de Si (~ 24,3%) et Fe (~ 2,5%) dans DOX/FeIX-SBA-15 était légèrement inférieur, mais la quantité de C (11,3%) est relativement élevé suggérant l'encapsulation réussie de la DOX. Pour évaluer davantage les composants de surface, des spectres UV-vis solides de composites ont été enregistrés. Comme le montre la figure S2, similaire à celle des molécules FeIX, FeIX-SBA-15 affichait des bandes d'absorption à 250-350 nm, 450-550 nm et 600-700 nm, alors qu'il n'y avait pas de bandes pratiquement observables pour SBA-15 [ 26]. Par comparaison, DOX/FeIX-SBA-15 présentait une large bande d'absorption de 450 à 550 nm résultant de la DOX.

un Images SEM de SBA-15 et DOX/FeIX-SBA-15. b Schémas de diffraction des rayons X des petits anges des matériaux. Isothermes d'adsorption d'azote (c ) et la taille des pores (d ) des matériaux obtenus :I SBA-15, II DOX/SBA-15, III FeIX-SBA-15 et IV DOX/FeIX-SBA-15

L'analyse par diffraction des rayons X aux petits angles des composites a également été réalisée. Comme le montre la figure 1b, les diagrammes SAXRD de SBA-15 affichent un pic de diffraction principal à 0,94° avec deux pics observables à 1,6° et 1,8° reflétant respectivement (100), (110) et (200) les plans cristallins, pointant à une mésostructure bien définie [27]. Par rapport à SBA-15, les modèles SAXRD de DOX/SBA-15 ont montré une diminution de l'intensité maximale, indiquant que le chargement de DOX n'a ​​causé aucun dommage à la structure des pores. Cependant, le greffage de FeIX dans SBA-15 a entraîné un décalage de pic observable vers de grands angles avec une diminution de l'intensité des pics des plans cristallins (110) et (200), suggérant la perte partielle de la régularité mésostructurale des matériaux [28]. Notamment, un chargement supplémentaire de DOX dans FeIX-SBA-15 a provoqué la disparition des plans cristallins (110) et (200).

Pour obtenir les paramètres mésostructuraux des échantillons, les isothermes de sorption d'azote ont été enregistrées. Comme le montre la figure 1C, tous les échantillons présentaient des isothermes typiques de type IV avec une étape de condensation capillaire prononcée à des pressions relatives élevées, indiquant la conservation de la mésostructure après des modifications chimiques [24]. Comme le montrent la figure 1D et le tableau S2, par rapport à celui de SBA-15 d'environ 6 nm, une diminution de la taille des pores lors de la conjugaison de FeIX/DOX a été observée, corroborant les résultats de SAXRD. La teneur en charge DOX dans DOX/SBA-15 et DOX/FeIX-SBA-15 a été calculée à 1,14 % et 4,27 %, respectivement. Les résultats ont indiqué que le SBA-15 greffé par FeIX améliorait la capacité de charge de la DOX dans les mésopores, qui était d'environ 3,7 fois celle de DOX/SBA-15 et d'environ 1,6 fois celle de DOX/FCA-SBA-15 d'après nos travaux antérieurs. [24]. Une telle capacité de chargement améliorée des molécules médicamenteuses pourrait être attribuée aux interactions moléculaires raffinées entre FeIX et DOX.

Activité catalytique et comportements de dégradation de l'hémine râpée sur les mésopores

L'activité catalytique de FeIX-SBA-15 a été évaluée en utilisant le TMB en présence de H₂ O₂ comme réaction modèle [29]. La figure 2a a montré que l'intensité d'absorbance de la solution de dosage (TMB + H₂ O₂ + FeIX-SBA-15) augmente avec le temps de réaction catalytique. En conséquence, les solutions ont viré au bleu et s'assombrissent avec le temps (Fig. 2b). Cependant, la réaction ne s'est pas produite lorsque H₂ O₂ ou FeIX-SBA-15 était absent dans la solution indiquant une activité peroxydase de FeIX-SBA-15. Pendant ce temps, comme le montre la figure S3A, FeIX-SBA-15 a pu dégrader Orange II en présence de H₂ O₂ tel que contrôlé par l'absorbance UV-vis dans un temps de réaction de 3 h.

un Le changement d'absorbance UV-vis de FeIX-SBA-15 mélangé avec TMB et H₂ O₂ . b Photographies de solutions contenant du TMB, H₂ O₂ , et FeIX-SBA-15 à des moments différents. Le tracé d'étalonnage linéaire de H₂ O₂ en solution (c ) et sur membrane modifiée FeIX-SBA-15 (d )

Profitant de la forme solide des composites mésoporeux à greffe d'hémine, un format de catalyse en flux basé sur la membrane filtrante commerciale immobilisée FeIX-SBA-15 a été testé pour les transformations organiques [30, 31]. Comme le montre la figure S3B, lorsque H₂ O₂ et le mélange Orange II ont traversé la membrane modifiée, par rapport à la membrane de contrôle avec SBA-15 uniquement (Fig. S3C), l'intensité d'absorption de la solution a diminué de manière concomitante, indiquant la membrane immobilisée FeIX-SBA-15 d'une grande activité catalytique après réutilisation, qui pourrait être appliqué à la dégradation des colorants dans les eaux usées [32, 33].

De plus, par rapport à la peroxydase de raifort, les composites contenant de l'hémine ont présenté une activité catalytique remarquable dans la large gamme de pH, ce qui explique une stabilité suffisante de l'hémine dans des conditions relativement difficiles, y compris une solution acide [29, 34], ce qui est d'une importance pratique.

Détection colorimétrique de H₂ O₂

Basé sur le modèle de réaction de catalyse TMB de FeIX-SBA-15, une stratégie colorimétrique pour la détermination de H₂ O₂ en solution a été établie avec le tracé d'étalonnage illustré à la Fig. 2c. La plage de concentration de H₂ O₂ était de 25 à 500 μM avec une limite de détection (LOD) de 2,1 μM.

Séquentiellement, une simple détection chromogénique de H₂ O₂ a également été développé par filtrage direct de H₂ O₂ de concentrations variées à travers la membrane commerciale modifiée FeIX-SBA-15. Comme le montre la figure 2d, la plage de détection linéaire est estimée entre 0,293 et ​​8,80 mM avec une limite de détection de 0,067 mM. La comparaison des paramètres analytiques obtenus avec ceux des rapports précédents est présentée dans le tableau 1, qui indique les performances de détection liées aux conditions de réaction telles que la concentration du catalyseur, le pH et la température de dosage [35]. Bien que la méthode proposée n'ait pas surpassé ces rapports précédents, ses performances analytiques avec une large plage de concentrations d'étalonnage étaient comparables aux méthodes chromogènes.

Test de cytotoxicité et surveillance dynamique des effets des complexes chargés de DOX sur les cellules

Comme le montre la figure 3, les effets inhibiteurs de croissance des échantillons sur les cellules A549 ont d'abord été évalués par le kit CCK-8 et les concentrations semi-inhibitrices mesurées (IC₅₀ ) de 24 h sont résumés dans le tableau S3. Les cellules traitées par SBA-15 de 150 μg/mL conservaient encore plus de 80 % de viabilité cellulaire reflétant la faible cytotoxicité des matériaux. L'IC₅₀ de DOX/FeIX-SBA-15 (12,6 μg/mL) était  ~ quatre fois inférieure à celle de DOX/SBA-15 (58,8 μg/mL) et ~ trois fois inférieure à FeIX-SBA-15 (35,4 μg/mL), ce qui ont suggéré que le greffage de FeIX sur SBA-15 était efficace pour charger la DOX afin d'améliorer l'effet cytotoxique.

Viabilité des cellules A549 incubées avec SBA-15, FeIX-SBA-15, DOX, DOX/SBA-15, DOX/FeIX-SBA-15, respectivement

Les états de croissance des cellules A549 traitées avec différents composites ont montré la libération prolongée de médicament dans les Fig. 4a, b surveillée par RTCA, qui est basée sur un principe de détection d'impédance sans marqueur pour refléter les conditions physiologiques des cellules [41]. Comme le montre la figure 4a, à la dose testée, les valeurs d'indice cellulaire des cellules traitées par DOX ont d'abord augmenté et ont ensuite diminué rapidement, une forte diminution des valeurs d'indice cellulaire normalisé (NCI) observée impliquant un processus d'endommagement de l'ADN [42]. Les valeurs NCI de FeIX-SBA-15 (12,6 μg/mL) et de DOX/FeIX-SBA-15 (12,6 μg/mL) étaient inférieures à celles du témoin, mais les valeurs NCI augmentaient avec le temps d'incubation. Par rapport à FeIX-SBA-15, les valeurs NCI des cellules traitées par DOX/FeIX-SBA-15 ont augmenté au cours des premières heures de traitement. Cependant, en raison des comportements de libération durable de l'administration de médicaments et de l'accumulation de concentration efficace de DOX libérée par les mésopores de DOX/FeIX-SBA-15 n'était pas suffisante pour tuer la plupart des cellules, la croissance cellulaire des cellules A549 traitées par DOX/ FeIX-SBA-15 présentait un état relativement stable et inhibiteur, tandis que les valeurs d'indice cellulaire des cellules traitées par FeIX-SBA-15 augmentaient de manière significative dans le processus suivant. Au IC₅₀ concentration de 12,6 μg/mL (CCK-8), la valeur NCI de DOX/FeIX-SBA-15 a été trouvée supérieure aux 50 % du groupe témoin à 24 h. Par conséquent, un effet à doses multiples de DOX/FeIX-SBA-15 sur les cellules a été enregistré (Fig. 4B) et les courbes dose-réponse dérivées du NCI enregistré de DOX/FeIX-SBA-15 ont été calculées à l'aide du logiciel RTCA (Fig. . 4c, d). L'IC₅₀ La valeur des cellules traitées par DOX/FeIX-SBA-15 a été déterminée à 15,0 (24 h), ce qui était cohérent avec les tests CCK-8. Et après 48 h d'incubation, l'IC₅₀ calculé était de 6,7 (48 h) µg/mL.

La croissance cellulaire des cellules A549 traitées avec différents matériaux (a ) et (b ) différentes concentrations de DOX/FeIX-SBA-15 (a-f :1,6, 3,2, 6,3, 12,6, 25,2 et 50,4 µg/mL) avec les courbes dose-réponse (c , d ). La ligne noire sur la figure a &b suggère le moment de l'ajout de matériel

Conclusion

Dans cette étude, nous avons réussi à greffer des molécules d'hémine sur SBA-15 pour de multiples usages. Le FeIX-SBA-15 construit était souhaitable pour le chargement de médicaments anticancéreux et était efficace pour catalyser le TMB et dégrader l'orange acide II à la fois en solution et sur la membrane en présence de H₂ O₂ . Sur la base de la réaction du modèle de catalyse TMB, une stratégie colorimétrique pour l'analyse quantitative de H₂ O₂ a été établie. De plus, le SBA-15 greffé par FeIX a favorisé un contenu de charge relativement élevé de DOX et un effet inhibiteur amélioré sur la croissance des cellules cancéreuses par rapport à celui de DOX/SBA-15. Pendant ce temps, la cytotoxicité de DOX/FeIX-SBA-15 sur A549 a été surveillée dynamiquement par RTCA, suggérant évidemment des comportements de libération prolongée des molécules médicamenteuses DOX des mésopores. Sur cette base, ce système d'administration de médicament réduisait la cytotoxicité de la DOX mais restait efficace pour inhiber la croissance des cellules tumorales. Dans l'ensemble, le nanocomposite de silice mésoporeuse greffé d'hémine que nous avons produit en tant que catalyseur solide et système d'administration de médicaments pourrait fournir une nanoplate-forme polyvalente avec d'énormes potentiels biomédicaux.

Disponibilité des données et des matériaux

Toutes les données sont entièrement disponibles sans restriction.