Compostos de sílica mesoporosa com enxerto de ferro porfirina para liberação de drogas, degradação de corante e detecção colorimétrica de peróxido de hidrogênio

Resumo

Moléculas de ferro porfirina (hemina) foram enxertadas com sucesso na sílica mesoporosa canalizada de SBA-15 (FeIX-SBA-15), na qual moléculas de hemina aderidas atuaram como o mimetizador da enzima para catalisar reações de oxidação. Na presença de H ₂ O ₂ , o composto FeIX-SBA-15 preparado degradou efetivamente o corante industrial Laranja II e o cloridrato de tetrametilbenzidina (TMB) catalisado na solução e na membrana, a partir do qual o H colorimétrico ₂ O ₂ detecção foi alcançada. Além disso, os compósitos enxertados com hemina mostraram alto teor de carga de fármaco anticâncer de cloridrato de doxorrubicina (DOX) exibindo o comportamento de liberação sustentado monitorado por análise de células em tempo real, o que resultou em efeito inibitório melhorado no crescimento de células cancerosas em comparação com aquele DOX / SBA -15. O nanocompósito de sílica mesoporosa modificado com hemina fornece uma nanoplataforma integrada com aplicações biomédicas promissoras.

Introdução

Para superar as desvantagens das enzimas naturais, como a susceptibilidade à desnaturação sob condições ambientais adversas, esforços consideráveis foram investidos para desenvolver miméticos de enzimas de alta estabilidade, incluindo óxido de grafeno, hemina e nanopartículas de metal [1, 2]. Dentre essas enzimas artificiais, a hemina, o centro ativo das famílias de proteínas heme, é uma metaloporfirina natural bem conhecida [3]. Como catalisador, os complexos de metaloporfirina podem catalisar efetivamente a oxidação de poluentes ambientais como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e corantes azo, que convertem as moléculas de substrato em compostos orgânicos contendo oxigênio funcionais ou os degradam em compostos inofensivos [4,5,6]. No entanto, a atividade catalítica da hemina pode sofrer com a autodegradação oxidativa, agregação molecular para originar dímeros inativos e baixa solubilidade em tampões aquosos [7]. A imobilização de hemina em suporte sólido com grande área de superfície forneceu uma estratégia econômica, mas eficiente, para atingir seu alto desempenho catalítico, ao mesmo tempo que minimiza a perda insatisfatória de atividade em usos práticos.

Devido à viabilidade de adaptações estruturais às superfícies externa e interna [8], vários tipos de nanomateriais de silício mesoporoso (MSNs) com metaloporfirina têm ganhado atenção cada vez maior para diversas aplicações. Por exemplo, Huang et al. relataram nanorreatores de sílica mesoporosa baseados em hemina possuindo notável atividade semelhante à peroxidase [9]. Barbosa et al. desenvolveram metaloporfirinas imobilizadas Fe ₃ O ₄ @SiO ₂ submicrosferas mesoporosas como catalisadores biomiméticos reutilizáveis para oxidação de hidrocarbonetos [10]. Muito recentemente, Sun et al. relataram um novo sensor de quimioluminescência baseado em biorreconhecimento de aptâmero duplo e sílica mesoporosa encapsulada em hemina para detecção de trombina [11]. Entre vários MSNs, SBA-15 (Santa Barbara Amorphous-15) exibe a estrutura de poro hexagonal e tamanho de poro ajustável de 3-10 nm viável para enxerto químico de moléculas funcionais [8, 12]. Como materiais de silício, SBA-15 tem menor toxicidade biológica, e grande quantidade de grupos Si – OH lábeis nas superfícies de SBA-15 podem ser usados para enxertar outras moléculas funcionais para conferir mais funcionalidade de SBA-15 [13]. Foi relatado que o SBA-15 pode ser usado como um transportador para imobilização de enzimas, carregamento de anticorpos e administração de drogas [14,15,16].

O DOX como um antibiótico quimioterápico eficaz é o tratamento de primeira linha para um câncer de amplo espectro, mas seus efeitos colaterais nas clínicas continuam sendo um problema sério [17]. Para melhorar a eficácia terapêutica e, ao mesmo tempo, diminuir a toxicidade sistemática de DOX, esforços consideráveis foram feitos no projeto molecular, bem como no desenvolvimento de formulação de vários sistemas de distribuição de drogas. Depois que o mesoporoso MCM-41 (Composição Mobil da Matéria No. 41) foi usado pela primeira vez como transportador de drogas em 2001 [18], os MSNs incluindo SBA-15 possuíam características vantajosas [19, 20] por causa de sua estrutura de poros inerente desejável para carregamento de drogas e solte. No entanto, as complicadas modificações químicas nos MSNs podem limitar sua aplicação prática.

Neste estudo, enxertamos hemina com sucesso no SBA-15 para construir um material compósito (FeIX-SBA-15) (Esquema 1), no qual não apenas a atividade semelhante à enzima da hemina foi retida, mas o encapsulamento eficiente e sustentado a liberação de cloridrato de doxorrubicina (DOX) foi alcançada conforme refletido pela curva de crescimento de células cancerosas incubadas pela tecnologia de analisador de células em tempo real (RTCA) [21,22,23]. Notavelmente, um conteúdo de carga relativamente alto de DOX foi obtido para DOX / FeIX-SBA-15 em comparação com nosso trabalho anterior usando SBA-15 modificado com ácido ferrocenocarboxílico (FCA-SBA-15) [24], que pode ser devido ao refinado Empilhamento π-π entre FeIX enxertado e DOX no suporte. Além disso, devido à forma sólida de FeIX-SBA-15 que foi imobilizada em uma membrana de filtro comercial, foi desenvolvido um formato de catálise de fluxo para degradação de corante eficaz e detecção colorimétrica de peróxido de hidrogênio.

O SBA-15 enxertado com FeIX para carregamento de DOX do fármaco anticâncer

Materiais e métodos

Materiais

Todos os reagentes eram de grau analítico (A.R.) e usados sem purificações adicionais. Copolímero tri-bloco Pluronic P123 (EO ₂₀ PO ₂₀ EO ₂₀ , MW =5800) foi adquirido da Sigma-Aldrich (Alemanha). 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES), tetraetilortosilicato (TEOS), laranja ácida II e cloridrato de tetrametilbenzidina foram obtidos de Shanghai Aladdin Biology Co., Ltd (China). Hemin e cloridrato de doxorrubicina foram adquiridos de Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd (China). A solução de tripsina-EDTA foi obtida da Beyotime Biotechnology Co., Ltd (China). Os meios de cultura de células (RPMI-1640) foram da GE Healthcare Life Sciences Co., Ltd (China). O soro fetal bovino (FBS) foi obtido da Gibco Co., Ltd (EUA). A penicilina e a estreptomicina eram da Thermo Fisher Scientific Co., Ltd. A linha de células A549 foi obtida da American Type Culture Collection (ATCC).

Enxerto químico de SBA-15 para carregamento de drogas

O SBA-15 foi preparado conforme relatado anteriormente [12]. Subsequentemente, 0,40 g de SBA-15 foi disperso em 140 mL de metilbenzeno a 80 ° C e APTES (1,2 mL) foi adicionado. Em seguida, a mistura foi agitada por mais 8 h e separada por centrifugação a 5000 rpm por 5 min. Após lavagem com etanol e água, os produtos resultantes que APTES-SBA-15 foram secos a 80 ° C. Hemin (0,15 g) foi primeiro disperso em 30 mL de DMSO e seguido pela adição de APTES-SBA-15 (0,60 g) e, em seguida, a mistura foi agitada por mais 7 h a 70 ° C. O produto resultante foi centrifugado, lavado e finalmente seco, que foi FeIX-SBA-15.

Depois que FeIX foi validado para ser enxertado com sucesso em SBA-15, e FeIX-SBA-15 (0,50 g) foi suspenso em 20 mL de água desionizada contendo DOX · HCl (2 mg / mL), agitando a 37 ° C por 24 h para carregar DOX. Em seguida, os produtos foram centrifugados a 5000 rpm por 5 min. Após lavagem, secagem e moagem, os produtos finais foram coletados (DOX / FeIX-SBA-15).

Caracterizações

As características morfológicas da amostra foram estudadas por microscópio eletrônico de varredura (SEM, Hitachi SU-1510) com espectroscopia de energia dispersiva (EDS) detector de raios-X operado a uma tensão de aceleração de 15 kV. Os padrões de difração de raios-X de pequeno ângulo (SAXRD) dos materiais preparados foram coletados por um difratômetro de raios-X Smartlab TM 9 KW usando radiação Cu Kα ( λ =0,154 nm) no 2θ de 0,2 ° –8 °. A análise de fluorescência de raios-X (XRF) foi medida em espectrômetro de fluorescência de raios-X (Thermo Scientific, EUA). As isotermas de sorção de nitrogênio foram medidas em um analisador de adsorção volumétrica (BELSORP-MINI, Japão) em uma faixa de pressão relativa P / P ₀ de 0,01 a 0,99. A área de superfície específica e a distribuição do tamanho dos poros foram calculadas usando as medições Brunauer – Emmett – Teller (BET) e Barrett – Joyner – Halenda (BJH), respectivamente. Os espectros de UV-vis sólidos dos materiais foram registrados por espectrofotômetro de UV-vis sólido (Thermo Scientific, EUA). Os espectros de absorção das amostras foram medidos em um espectrofotômetro ultravioleta e visível (UV-vis 7300, China) para calcular o conteúdo de carga de droga DOX (DLC) de acordo com a seguinte fórmula:DLC (% em peso) =(peso da droga carregada / total peso do material mesoporoso e droga carregada) * 100%. O teor de ferro de DOX / FeIX-SBA-15 foi determinado por um espectrômetro de emissão de plasma de acoplamento indutivo (ICP, PE Optima 2000DV, EUA). Antes da análise, o DOX / FeIX-SBA-15 foi completamente dissolvido em ácido fluorídrico primeiro, depois o ácido fluorídrico foi volatilizado e a amostra foi redissolvida em ácido nítrico concentrado.

Atividade catalítica e comportamentos de degradação de FeIX-SBA-15

Aproveitando a atividade enzimática do FeIX, a atividade catalítica do TMB e os comportamentos de degradação da laranja ácida II em solução foram investigados. Uma solução mista contendo NaOH 20 mM e Triton X-100 1,5 mM foi preparada e, em seguida, foi diluída 4 vezes com solução de PB para dissolução do FeIX-SBA-15. Na reação catalítica TMB, 500 μL de FeIX-SBA-15 (600 μg / mL) misturados com 500 μL de H ₂ O ₂ (2 mM) como substrato foi usado para degradar TMB (500 μL, 3 mg / mL). As medidas espectrais foram realizadas em intervalos de tempo específicos para avaliar o grau de reação. Para estudar os comportamentos de degradação dos compósitos sintetizados, a mistura de 500 μL de solução FeIX-SBA-15 (600 μg / mL) e 500 μL de H 10 mM ₂ O ₂ solução serviu como substrato. Em seguida, 500 μL de Orange II (0,25 mM) foram adicionados à solução acima. As medições de absorbância foram registradas em 485 nm.

Além disso, os compósitos foram posteriormente imobilizados na membrana do filtro comercial para degradar a laranja ácida II por catálise de fluxo. 5 mL de solução suspensa de FeIX-SBA-15 (600 μg / mL) foram passados por um filtro comercial (0,22 μm, Millipore) para permitir que o material fosse preso no filtro e seco em temperatura ambiente. 500 μL de solução de Orange II (0,25 mM) misturada com 500 μL de H ₂ O ₂ (10 mM) e 500 μL H ₂ O foi passado através da membrana de filtro comercial carregada com FeIX-SBA-15. As medições espectrais da mistura foram registradas.

Detecção Colorimétrica de H ₂ O ₂

Para H ₂ O ₂ nas detecções em solução, foram preparadas as misturas de 500 μL de FeIX-SBA-15 (600 μg / mL) e 500 μL de TMB (3 mg / mL). Em seguida, 500 μL de H ₂ O ₂ de concentrações variáveis (25–500 μM) foi adicionado às soluções acima e incubado por 10 min a 30 ° C. Finalmente, as medidas espectrais foram registradas em 651 nm.

Simultaneamente, a medição de H ₂ O ₂ foi conduzido em membrana de filtro comercial imobilizou os compósitos em uma forma de catálise de fluxo. A membrana modificada foi obtida como descrito acima. Então, as misturas de 500 μL de H ₂ O ₂ (0,293 ~ 8,8 mM), 500 μL de TMB (2 mg / mL) e 500 μL de H ₂ O foram passados através das membranas de filtro comercial modificadas separadamente, após o que as medições espectrais da mistura foram registradas em 651 nm.

A absorbância foi plotada contra a concentração de H ₂ O ₂ , e o limite de detecção (LOD) do método é avaliado por meio da fórmula:LOD =3RSD / declive. (RSD:desvio padrão relativo).

Cltura de célula e detecção de RTCA

Células pulmonares de células não pequenas humanas A549 foram cultivadas com meio RPMI-1640, contendo 10% de FBS, solução de penicilina-estreptomicina a 1% em uma incubadora contendo 5% de CO ₂ a 37 ° C (Thermo Scientific). A tecnologia do analisador de células em tempo real (RTCA) (sistema xCELLigence, ACEA Biosciences Inc.) e o método Cell Counting Kit-8 (CCK-8, DOJINDO Laboratory) foram empregados para a avaliação da citotoxicidade dos materiais. Na detecção RTCA, 5000–8000 células por poço foram semeadas na placa-E. A incubação e a proliferação das células foram monitoradas em tempo real pelo analisador, no qual as alterações do sinal foram expressas como uma unidade arbitrária definida como índice celular (CI). As células foram expostas a FeIX-SBA-15 e DOX / FeIX-SBA-15 a uma concentração de 12,6 µg / mL. A concentração de DOX foi de 0,50 µg / mL. Além disso, para obter o IC ₅₀ de DOX / FeIX-SBA-15, foram detectadas células tratadas com diferentes doses de DOX / FeIX-SBA-15 de 1,6 a 50,4 µg / mL. Além disso, o ensaio do kit CCK-8 como método final foi usado para detectar a citotoxicidade dos materiais. O reagente CCK-8 foi incubado com as células por 2 he a absorbância foi medida em leitor de microplaca no comprimento de onda de 450 nm.

Resultados e discussão

Caracterizações de materiais

O composto de DOX / FeIX-SBA-15 foi sintetizado conforme ilustrado no Esquema 1. APTES-SBA-15 foi preparado primeiramente por meio da reação de aminação [13]. Em seguida, as moléculas de FeIX foram enxertadas na superfície do APTES-SBA-15 por meio de uma reação amida e interação eletrostática entre os grupos carboxila e os grupos amino do mesóporo. Finalmente, a droga anticâncer DOX carregada em compósitos FeIX-SBA-15 envolvendo as fortes interações moleculares de empilhamento π-π entre FeIX e DOX devido à molécula macrocíclica planar conjugada de FeIX [25] e o cromóforo antraciclina de DOX [24].

A microestrutura de superfície dos compósitos foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Como mostrado na Fig. 1a, SBA-15 de estruturas tubulares com certa uniformidade de tamanho de 0,4-1 μm foram formadas em SBA-15 e moléculas FeIX e DOX anexadas não causaram alterações morfológicas aparentes. As imagens TEM (Fig. S1) de DOX / FeIX-SBA-15 em comparação com SBA-15 validaram a mesoestrutura retida após as modificações químicas. A composição química de DOX / FeIX-SBA-15 foi posteriormente estimada por espectroscopia de fluorescência de raios-X. Conforme mostrado na Tabela S1, Si, O, C, Fe e vestígios de outros elementos absorvidos foram encontrados em DOX / FeIX-SBA-15. Em comparação com o FeIX-SBA-15, a porcentagem de átomo calculada de Si (~ 24,3%) e Fe (~ 2,5%) em DOX / FeIX-SBA-15 foram ligeiramente menores, mas a quantidade de C (11,3%) é relativamente alto, sugerindo o encapsulamento bem-sucedido de DOX. Para avaliar ainda mais os componentes da superfície, espectros de UV-vis sólidos de compósitos foram registrados. Conforme mostrado na Fig. S2, semelhante ao das moléculas de FeIX, FeIX-SBA-15 exibiu bandas de absorção em 250–350 nm, 450–550 nm e 600–700 nm, enquanto não havia bandas virtualmente observáveis para SBA-15 [ 26]. Em comparação, DOX / FeIX-SBA-15 exibiu uma ampla banda de absorção de 450–550 nm decorrente do DOX.

a Imagens SEM do SBA-15 e DOX / FeIX-SBA-15. b Padrões de difração de raios-X de pequenos anjo de materiais. Isotermas de adsorção de nitrogênio ( c ) e tamanho do poro ( d ) de materiais obtidos: I SBA-15, II DOX / SBA-15, III FeIX-SBA-15 e IV DOX / FeIX-SBA-15

A análise de difração de raios-X de baixo ângulo de compósitos também foi conduzida. Como mostrado na Fig. 1b, os padrões de SAXRD de SBA-15 exibiram um pico de difração principal em 0,94 ° com dois picos observáveis em 1,6 ° e 1,8 ° refletindo (100), (110) e (200) planos cristalinos, respectivamente, apontando a uma mesoestrutura bem definida [27]. Em comparação com o SBA-15, os padrões SAXRD de DOX / SBA-15 mostraram uma diminuição na intensidade do pico, indicando que o carregamento DOX não causou danos à estrutura de poro. No entanto, enxertar FeIX em SBA-15 resultou em uma mudança de pico observável para grandes ângulos com intensidade de pico diminuída de (110) e (200) planos cristalinos sugerindo a perda parcial da regularidade mesoestrutural dos materiais [28]. Notavelmente, o carregamento adicional de DOX em FeIX-SBA-15 causou o desaparecimento dos planos cristalinos (110) e (200).

Para a obtenção dos parâmetros mesoestruturais das amostras, foram registradas as isotermas de sorção de nitrogênio. Como mostrado na Fig. 1C, todas as amostras exibiram isotermas típicas do tipo IV com uma etapa de condensação capilar aguda em altas pressões relativas, indicando a retenção da mesoestrutura após modificações químicas [24]. Conforme mostrado na Fig. 1D e Tabela S2, em comparação com aquele de SBA-15 de ~ 6 nm, uma diminuição no tamanho dos poros após a conjugação de FeIX / DOX foi observada corroborando os resultados de SAXRD. O conteúdo de carga de DOX em DOX / SBA-15 e DOX / FeIX-SBA-15 foi calculado em 1,14% e 4,27%, respectivamente. Os resultados indicaram que SBA-15 enxertado com FeIX aumentou a capacidade de carga de DOX nos mesoporos, que era ~ 3,7 vezes do DOX / SBA-15 e ~ 1,6 vezes do DOX / FCA-SBA-15 de nosso trabalho anterior [24]. Essa capacidade de carregamento melhorada de moléculas de droga pode ser atribuída às interações moleculares refinadas entre FeIX e DOX.

Atividade catalítica e comportamentos de degradação de heme ralado em mesoporos

A atividade catalítica de FeIX-SBA-15 foi avaliada usando TMB na presença de H ₂ O ₂ como uma reação modelo [29]. A Figura 2a mostrou que a intensidade de absorbância da solução de ensaio (TMB + H ₂ O ₂ + FeIX-SBA-15) aumentou com o tempo de reação catalítica. Consequentemente, as soluções mudaram para a cor azul e foram ficando mais escuras com o tempo (Fig. 2b). No entanto, a reação não ocorreu quando H ₂ O ₂ ou FeIX-SBA-15 estava ausente na solução, indicando uma atividade de peroxidase de FeIX-SBA-15. Enquanto isso, como mostrado na Fig. S3A, FeIX-SBA-15 foi capaz de degradar Orange II na presença de H ₂ O ₂ conforme monitorado pela absorbância de UV-vis dentro do tempo de reação de 3 h.

a A mudança de absorção de UV-vis de FeIX-SBA-15 misturada com TMB e H ₂ O ₂ . b Fotografias de soluções contendo TMB, H ₂ O ₂ e FeIX-SBA-15 em horários diferentes. O gráfico de calibração linear de H ₂ O ₂ em solução ( c ) E na membrana modificada com FeIX-SBA-15 ( d )

Aproveitando a forma sólida de compósitos mesoporosos de enxerto de hemina, um formato de catálise de fluxo baseado na membrana de filtro comercial imobilizada com FeIX-SBA-15 foi testado para transformações orgânicas [30, 31]. Conforme mostrado na Fig. S3B, quando H ₂ O ₂ e a mistura de Orange II passou pela membrana modificada, em comparação com a membrana controle com SBA-15 apenas (Fig. S3C), a intensidade de absorção da solução diminuiu concomitantemente indicando a membrana imobilizada FeIX-SBA-15 de grande atividade catalítica após a reutilização, que poderia ser aplicado na degradação do corante em águas residuais [32, 33].

Além disso, em comparação com a peroxidase de rábano, os compósitos contendo hemina exibiram notável atividade catalítica na ampla faixa de pH atribuindo a estabilidade suficiente da hemina sob condições relativamente adversas, incluindo solução ácida [29, 34], que é de importância prática.

Detecção Colorimétrica de H ₂ O ₂

Com base no modelo de reação de catálise TMB de FeIX-SBA-15, uma estratégia colorimétrica para a determinação de H ₂ O ₂ em solução foi estabelecido com o gráfico de calibração mostrado na Fig. 2c. A faixa de concentração de H ₂ O ₂ foi de 25–500 μM com um limite de detecção (LOD) de 2,1 μM.

Sequencialmente, uma detecção cromogênica simples de H ₂ O ₂ também foi desenvolvido por filtragem direta de H ₂ O ₂ de concentrações variadas através da membrana comercial modificada FeIX-SBA-15. Como mostrado na Fig. 2d, a faixa de detecção linear é estimada em 0,293 a 8,80 mM com um limite de detecção de 0,067 mM. A comparação dos parâmetros analíticos obtidos com os de relatórios anteriores está tabelada na Tabela 1, que é indicativa do desempenho de detecção relacionado às condições de reação, como concentração do catalisador, pH e temperatura do ensaio [35]. Embora o método proposto não tenha superado os relatórios anteriores, seu desempenho analítico com uma ampla faixa de concentração de calibração foi comparável aos métodos cromogênicos.

Ensaio de citotoxicidade e monitoramento dinâmico dos efeitos de complexos carregados com DOX nas células

Como mostrado na Fig. 3, os efeitos inibidores do crescimento de amostras em células A549 foram avaliados em primeiro lugar pelo kit CCK-8 e as concentrações semi-inibitórias medidas (IC ₅₀ ) de 24 h estão resumidos na Tabela S3. As células tratadas por SBA-15 de 150 μg / mL ainda retinham mais de 80% da viabilidade celular refletindo a baixa citotoxicidade dos materiais. O IC ₅₀ de DOX / FeIX-SBA-15 (12,6 μg / mL) foi ~ quatro vezes menor do que DOX / SBA-15 (58,8 μg / mL) e ~ três vezes menor do que FeIX-SBA-15 (35,4 μg / mL), que sugeriram que a enxertia de FeIX em SBA-15 foi eficiente para carregar DOX para melhorar o efeito citotóxico.

Viabilidade de células A549 incubadas com SBA-15, FeIX-SBA-15, DOX, DOX / SBA-15, DOX / FeIX-SBA-15, respectivamente

Os estados de crescimento das células A549 tratadas com diferentes compostos mostraram a liberação sustentada da droga na Fig. 4a, b monitorada por RTCA, que é baseada em um princípio de detecção de impedância livre de marcador para refletir as condições fisiológicas das células [41]. Como mostrado na Fig. 4a, na dosagem testada, os valores do índice celular das células tratadas com DOX aumentaram primeiro e, subsequentemente, diminuíram rapidamente, uma diminuição acentuada nos valores do índice celular normalizado (NCI) observada envolvendo um processo de dano ao DNA [42]. Os valores de NCI de FeIX-SBA-15 (12,6 μg / mL) e DOX / FeIX-SBA-15 (12,6 μg / mL) foram menores do que o controle, mas os valores de NCI aumentaram com o tempo de incubação. Em comparação com FeIX-SBA-15, os valores de NCI das células tratadas com DOX / FeIX-SBA-15 aumentaram durante as primeiras horas de tratamento. No entanto, devido aos comportamentos de liberação sustentável de entrega de drogas e ao acúmulo de concentração efetiva de DOX liberado dos mesoporos de DOX / FeIX-SBA-15 não foi suficiente para matar a maioria das células, o crescimento celular de células A549 tratadas por DOX / FeIX-SBA-15 exibiu um estado relativamente estável e inibitório, enquanto os valores de índice celular de células tratadas com FeIX-SBA-15 aumentaram significativamente no próximo processo. No IC ₅₀ concentração de 12,6 μg / mL (CCK-8), o valor NCI de DOX / FeIX-SBA-15 foi encontrado superior a 50% do grupo controle em 24 h. Portanto, um efeito de dose múltipla de DOX / FeIX-SBA-15 nas células foi registrado (Fig. 4B) e as curvas de dose-resposta derivadas do NCI registrado de DOX / FeIX-SBA-15 foram calculadas usando o software RTCA (Fig. 4c, d). O IC ₅₀ O valor das células tratadas com DOX / FeIX-SBA-15 foi determinado como sendo 15,0 (24 h), o que era consistente com os testes CCK-8. E após 48 h de incubação, o IC ₅₀ calculado foi de 6,7 (48 h) µg / mL.

O crescimento celular de células A549 tratadas com diferentes materiais ( a ) e ( b ) diferentes concentrações de DOX / FeIX-SBA-15 (a-f:1,6, 3,2, 6,3, 12,6, 25,2 e 50,4 µg / mL) com as curvas de dose-resposta ( c , d ) A linha preta na Fig. a & b sugere o momento de adição de materiais

Conclusão

Neste estudo, enxertamos com sucesso moléculas de hemina em SBA-15 para usos múltiplos. O FeIX-SBA-15 construído era desejável para o carregamento de drogas anticâncer e era eficaz para catalisar TMB e degradar a laranja ácida II tanto em solução quanto na membrana na presença de H ₂ O ₂ . Com base na reação do modelo de catálise TMB, uma estratégia colorimétrica para a análise quantitativa de H ₂ O ₂ foi estabelecido. Além disso, o SBA-15 enxertado com FeIX favoreceu um conteúdo de carga relativamente alto de DOX e melhorou o efeito inibitório sobre o crescimento das células cancerosas em comparação com o de DOX / SBA-15. Enquanto isso, a citotoxicidade de DOX / FeIX-SBA-15 em A549 foi monitorada dinamicamente por RTCA, evidentemente sugerindo comportamentos de liberação sustentada de moléculas de drogas DOX de mesoporos. Com base nisso, este sistema de entrega de drogas reduziu a citotoxicidade do DOX, mas ainda foi eficaz na inibição do crescimento de células tumorais. Tomados em conjunto, o nanocompósito de sílica mesoporosa enxertada com hemina que produzimos como um catalisador sólido e um sistema de distribuição de drogas poderia fornecer uma nanoplataforma versátil com enormes potenciais biomédicos.