摘要
目的： 采用混酸氧化法在原始多壁碳纳米管(MWCNTs)上连接羧基,用热重分析法定量分析MWCNTs表面羧基含量,而后在其表面枝接功能化亲水性修饰基团聚乙二醇(PEG),实现功能化。初步探讨水溶性多壁碳纳米管（聚乙二醇改性碳纳米管MWCNTs-PEG）对人胚肾细胞HEK-293T及人肝癌细胞HepG2的体外细胞毒性。 方法： 1.以多壁碳纳米管为原料,依次通过浓硝酸和浓混酸,得到表面有羧基的功能性多壁碳纳米管(MWCNT-COOH),用热重分析法定量分析MWCNTs表面羧基含量。 2.将制得的MWNT-COOH与二甲基甲酰胺(DMF)反应,得到酰氯化产品。将此酰氯化产品与聚乙二醇反应,得到表面枝接亲水性基团-PEG的聚乙二醇改性碳纳米管。 3.将功能化的碳纳米管溶于无血清培养基,设6个浓度组(6.25、12.5、25、50、100、200ug/ml)和溶剂对照组,分别对HEK-293T与HepG2进行干预,在染毒24、48、72h后,用MTT法检测不同浓度碳纳米管对细胞活性的影响。 4.不同浓度碳纳米管在对HepG2细胞染毒24h后,采用PI染色观察死亡细胞染色情况并用流式细胞术定量测定细胞死亡率。 结果： 1.所购买的原始多壁碳纳米管在依次经过浓硝酸和浓混酸处理后,得到了羧基基团(-COOH)修饰的功能化多壁碳纳米管,热重法定量分析MWCNTs表面羧基的含量表明引入了摩尔分数为2.64％的羧基(-COOH)。 2.在上部羧基化后的碳纳米管表面表面接枝亲水性基团聚乙二醇后,碳纳米管的水溶性有了初步的改善,溶于磷酸盐缓冲液(PBS)经超声处理后,可形成稳定的黑色透亮溶液。 3.将水溶性碳纳米管(MWCNTs-PEG)溶液在体外对HEK-293T与HepG2染毒24h后,随着染毒浓度的增加,293T与HepG2细胞存活率逐渐下降,存在浓度依赖关系。与对照组相比,50ug/ml、100ug/ml和200ug/ml这三个组细胞存活率差别有统计学意义(P＜0.05)。浓度≤lOOug/ml各组（对照组除外）为毒性Ⅰ级,200ug/ml组毒性Ⅱ级。在染毒48h和72h时毒性未进一步变化。 4.PI染色观察可见死亡细胞在激光共聚焦显微镜下呈现强烈的红色的荧光,而正常细胞未着色,死亡细胞随着处理碳纳米管浓度的升高而增多。经流式细胞术检测发现100ug/ml和200ug/ml这二组细胞存活率与对照组相比差别有统计学意义（P＜O.05）,其他组别差异无显著性。 结论： 1.采用混酸处理法制备的水溶性碳纳米管初步改善了碳纳米管的水溶性。 2.水溶性碳纳米管对细胞（HEK-293T与HepG2）的毒性存在浓度依赖关系,毒性会随着浓度的升高而增大。 3.根据ISO2109932-5细胞毒性评价标准,当水溶性碳纳米管(MWCNT-PEG)浓度≤100ug/ml时,细胞毒性等级为Ⅰ级,认为没有细胞毒性;当浓度为200ug/ml时毒性Ⅱ为级,认为有轻微细胞毒性。在实验所观察的时间内未观察到随时间延长而毒性等级的变化。
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