葉酸機能化テルビウムドープ樹状線維状ナノシリカの合成とHEK293正常細胞,MDA乳癌細胞及びHT29大腸癌細胞との相互作用

Synthesis of folic acid functionalized terbium-doped dendritic fibrous nano-silica and Interaction with HEK 293 normal, MDA breast cancer and HT 29 colon cancer cells.

• Sajjad Azizi
• Jafar Soleymani
• Nasrin Shadjou

抄録

高表面積を有する新規な葉酸機能化テルビウム添加樹状繊維状ナノ粒子(Tb@KCC-1-NH -FA)を、新規な水熱プロトコルを用いて合成した。本研究では、Tbをドープしたナノ粒子の発光波長が497nmであり、Tb@KCC-1-NH -FAが形成されていることを確認した。合成したナノ粒子を透過電子顕微鏡、電界放出走査電子顕微鏡、フーリエ変換赤外スペクトル、ブルナウアー・エメット・テラー、エネルギー分散型X線、ゼータ電位、粒度分布、原子間力顕微鏡（AFM）などの手法を用いて調べた。特に、Tb@KCC-1-NH2-FAの表面にFA部位を有するナノ材料は、様々な癌細胞の表面に存在する葉酸受容体(FR)と相互作用する。この目的のために、蛍光顕微鏡写真を用いて、FR陽性のMDA乳がん細胞およびHT29大腸がん細胞へのFAナノ材料の取り込みを証明した。また、FR陰性細胞としてHEK293正常細胞を用いて、FR陽性細胞に対する本ナノ材料の特異性を検証した。Tb@KCC-1-NH -FAの細胞毒性調査は、MDA乳癌、HT 29結腸癌およびHEK 293正常細胞株を対象としたMTTアッセイによって行われ、900μg/mL以上の高濃度でも有意な細胞毒性効果を示す生体適合性が確認された。したがって、グリーン法と水熱法を用いてTb@KCC-1-NH-FAを合成した。

A novel folic acid functionalized terbium-doped dendritic fibrous nanoparticle (Tb@KCC-1-NH -FA) with high surface area was synthesized using a novel hydrothermal protocol. In the present work, we report the fluorescent Tb-doted nanomaterial with emission wavelength at 497 nm which confirms the formation of Tb@KCC-1-NH -FA. Synthesized nanoparticles were investigated through transmission electron microscope, field emission scanning electron Microscopy, Fourier transform infrared spectra, Brunauer-Emmett-Teller, energy dispersive X-ray, Zeta potential and particle size distribution values and AFM (Atomic force microscopy) techniques. Specially, our desired nanomaterial which has FA moieties on the surface of Tb@KCC-1-NH2-FA where interact with folate receptor (FR) which there is on the surface of the various cancer cells. For this purpose, fluorescence microscopy images were used to prove the uptake of FA based nanomaterial with FR-positive MDA breast cancer and HT 29 colon cancer cells. Also HEK 293 normal cells as FR-negative cells verified the specificity of our desired nanomaterial toward the FR-positive cells. The cytotoxicity survey of Tb@KCC-1-NH -FA was examined by MTT assays against MDA breast cancer, HT 29 colon cancer and HEK 293 Normal cell lines which confirmed their biocompatible nature with any significant cytotoxic effects even for concentration higher than 900 μg/mL which could be used as a non-toxic catalyst or carrier in biological ambient. Hence, Tb@KCC-1-NH -FA were synthesized using green and hydrothermal method; the process was simple with good productivity and desired nanocomposite was non-toxic.

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