阿霉素-聚乙二醇活性酯（DOX-PEG-NHS）纳米前药的合成与体外评价

阿霉素-聚乙二醇活性酯（DOX-PEG-NHS）纳米前药的合成与体外评价

引言

阿霉素（Doxorubicin, DOX）是一种应用广泛的蒽环类*肿瘤药物，常用于乳腺癌、肺癌、淋巴瘤等多种实体瘤的治疗。然而，其在临床使用中存在显著的心脏毒性、副作用强及缺乏肿瘤靶向性等缺陷。近年来，利用纳米药物递送系统（nano-drug delivery systems, NDDS）来改善DOX的药代动力学特征和靶向性成为研究热点。其中，聚乙二醇活性酯（PEG-NHS）因其良好的水溶性、生物相容性及可控官能化特性，被广泛用于药物前体的共价修饰。本研究聚焦于DOX-PEG-NHS纳米前药的合成工艺及其在体外模型中的性能评价。

材料与方法

1. DOX-PEG-NHS前药的合成

合成过程以NHS酯为连接单元，通过酰胺键将DOX分子与末端含NHS的PEG链连接。简要合成步骤如下：

1. 使用末端含NHS的PEG（如NHS-PEG2000）；

2. 在无水DMSO或DMF中将DOX与PEG-NHS按一定摩尔比混合；

3. 加入少量有机碱（如三乙胺）促进酰胺化反应；

4. 反应后经透析去除小分子杂质，冷冻干燥获得DOX-PEG共轭物。

所得前药结构通过核磁共振（^1H-NMR）、红外光谱（FTIR）和质谱（MALDI-TOF）进行结构表征，确认其成功连接。

2. 纳米粒子的制备

通过纳米沉淀法或膜挤出法将DOX-PEG共轭物在水相中自组装形成粒径稳定的纳米粒子。常规粒径为80–150 nm，Zeta电位为近中性，适合肿瘤组织渗透与滞留（EPR效应）。

体外性能评价

1. 缓释性能与pH响应

在模拟肿瘤组织酸性环境（pH 5.5）与正常血液环境（pH 7.4）中测试DOX的释放行为，结果显示：

在pH 7.4中，药物释放缓慢，48小时内释放率<20%；

在pH 5.5条件下，DOX释放速率显著提高，48小时内释放率>60%，说明系统具备良好的pH响应特性，利于肿瘤部位特异性释放。

2. 细胞摄取与毒性评价

使用HeLa、MCF-7等肿瘤细胞系进行体外摄取实验和细胞毒性评价，结果表明：

荧光显微镜下观察到DOX-PEG纳米粒子可被肿瘤细胞吞噬，并在胞内释放DOX；

MTT细胞活性检测显示，DOX-PEG-NHS纳米前药在48小时内对肿瘤细胞呈剂量依赖性杀伤效应，细胞抑制率接近游离DOX；

与游离DOX相比，前药系统在正常细胞（如L02）中毒性降低，安全性更高。

3. 血清稳定性

在10%胎牛血清中孵育24小时后，纳米粒子保持粒径稳定，未出现显著聚集，表明其良好的生物稳定性。

结论

本研究成功合成了基于PEG-NHS与DOX共价偶联的纳米前药系统，制备的DOX-PEG纳米粒子展现出良好的粒径均一性、pH响应性、体外缓释性能及较强的*肿瘤活性。相较于游离DOX，该纳米系统有效降低了毒副作用并提高了对肿瘤细胞的选择性。该体系为进一步开发具有靶向性与控释性能的*肿瘤药物载体提供了重要理论依据和实验支持，未来可结合靶向配体修饰，实现更高效的精准治疗效果。