肝癌作为最为常见的原发性肿瘤之一,发病率高,生存率低,肝癌的治疗已成为重要挑战。阿霉素(doxorubicin hydrochloride,DOX)是临床治疗癌症的化学药物,而DOX作为治疗癌症的常用药物,有较多缺点,如抗肿瘤药的分布对癌细胞没有选择性,会产生严重的副作用,纳米载药系统则可以将化学药物可控且准确的运送至癌症部位,从而最大限度地减轻其副作用,提高药物疗效。中空介孔二氧化锆纳米颗粒(hollow mesoporous zirconia nanoparticles,HMZN)由于具备中空结构、表面易修饰以及良好的生物相容性等特点,在药物递送方面已经开始受到广泛的关注。基于此,本论文制备了一种中空介孔二氧化锆靶向纳米载药系统,将经靶向分子乳糖酸(La)修饰后的单宁酸(TA-La)与Cu~(2+)络合后形成的金属-酚醛网络(MPN-La)涂覆在负载DOX的HMZN(DOX@HMZN)表面,获悉更多构建了一个具有靶向性且生物相容性良好的多功能药物递送系统(DOX@HMZN@MPN-La)并在考察了其细胞毒性、细胞摄取能力、细胞动力学等行为。本课题主要进行如下实验:(1)首先以二氧化硅为模板制备出中空介孔二氧化锆纳米颗粒,将抗肿瘤药物阿霉素加载到中空介孔二氧化锆空腔内部,其次将经乳糖酸修饰后的单宁酸通过与Cu~(2+)络合反应涂覆于HMZN表面,构建出了一个具有酸敏感以及靶向能力的药物递送系统。利用激光粒度及Zeta电位分析仪表征其粒径分布及电位,透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)表征纳米粒的形貌、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)确认其官能团、比表面积和孔径分析仪测定纳米粒的比表面积和孔径、热重分析仪确认表面修饰分子的涂覆率,并检测了羟基自由基的产生。结果表明:所制备的纳米颗粒粒径分布均匀,HMZN平均水合粒径为142.5 nm,电势为-19.8 m V,HMZN@MPN-La平均水合粒径为192.7 nm,电势为-37.5 m V,且都呈球形分散,可以看到明显的中空结构,HMZN比表面积为276.399 m~2/g,孔径为3.199 nm,金属-酚醛网络结构成功涂覆于纳米载体表面,涂覆率约为9.7%。(2)进行纳米颗粒对阿霉素的载药率和包封率的考察,其载药率约为31.7%,包封率约为74.5%,说明HMZN的中空结构为阿霉素的负载提供了较大的空间。在体外药物释放实验中,由于修饰在HMZN表面的MPN-La在酸性条件下可以降解,有利于药物从载药纳米粒的空腔内游离出来,故在pH 5.0的释放介质中DOX的累计释放率明显高于pH 7.4和pH 6.0的释放介质中的累计释放率。(3)通过生物相容性实验评估空白载体HMZN@MPN-La的溶血性,在测定浓度范围(0.25 mg/m L-1.5 mg/m L)内,溶血百分率均低于5%,具有良好的生物相容性。利用MTT法,探究HMZN和HMZN@MPN-La空白载体对细胞的毒性,结果显示,浓度在400μg/m L以下时,细胞存活率在80%以上。体外抗肿瘤实验结果显示DOX和载药纳米粒在0.625μg/m L-20μg/m L的浓度范围内,呈现出明显的浓度依赖性,且对肿瘤的抑制作用DOX@HMZN@MPN-La>DOX>DOX@HMZN,表明genetic modification制备出的DOX@HMZN@MPN-La载药纳米粒对肿瘤细胞比DOX具有更明显的杀伤作用。(4)通过对纳米载体刺激细胞产生活性氧进行荧光定性分析可知DOX@HMZN@MPN-La可以产生ROS,具有辅助药物杀伤癌细胞的潜力。利用倒置荧光显微镜定性评估肿瘤细胞对纳米载药系统的摄取能力,DOX@HMZN@MPN-La所负载的药物比游离DOX、DOX@HMZN以及肿瘤细胞经乳糖酸饱和后的DOX@HMZN@MPN-La更多地进入肿瘤细胞,说明DOX@HMZN@MPN-La对肿瘤细胞具有靶向作用,载药纳米粒可以在肿瘤细胞中较多富集,因此有望可以更好地抑制肿瘤细胞。(5)建立了高效液相色谱法对HepG2肝癌细胞内阿霉素的含量进行测定,进行细胞药物动力学研究。定量检测了HepG2细胞在不同时间内阿霉素的摄取和消除量,利用单室模型作为药代动力学分析基础,与游离DOX相比,DPS-341半抑制浓度OX@HMZN的消除速率减小为游离DOX的79%,半衰期延长为游离DOX的1.27倍,药时曲线下面积与游离DOX几乎无变化;DOX@HMZN@MPN-La的消除速率减小为游离DOX的49%,半衰期延长为游离DOX的2.05倍,药时曲线下面积变为游离DOX的1.44倍,说明构建的纳米载药系统可以有效提高药物在细胞内的存留时间,延长药物半衰期,对于提高药物疗效有一定促进作用。