製備電活性樹枝狀高分子修飾奈米金應用於生物感測器及搭載艾黴素對人類乳癌細胞之細胞毒性探討

Preparation of Electroactive PAMAM Dendrimers Decorated with Gold Nanoparticles for Biosensor Applications and In-vitro cytotoxicity of Loading Doxorubicin Against Human Breast Cell Lines

吳佩珊(Pei-Shan Wu)

指導教授 ： 葉瑞銘

中原大學/理學院/化學研究所/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6840/cycu201200481

摘要

本研究合成五代電活性樹枝狀高分子(PAMAM-AP G5)，利用外端接枝的電活性苯胺五聚體(AP)具有電活性並疏水的特性，分別作為以下兩個應用之材料。
　　第一部分將修飾奈米金的電活性樹枝狀高分子(Au PAMAM- AP G5)應用於生物感測器偵測抗壞血酸、多巴胺、膽固醇、尿酸及過氧化氫。實驗中利用外端修飾的苯胺五聚體具有可逆的氧化還原特性，並且隨著樹枝狀高分子的代數越高，外端接枝的苯胺五聚體越多，催化待測物的電流值也越強，故先比較第二代(PAMAM-AP G2)以及第五代(PAMAM-AP G5)電活性樹枝狀高分子的修飾電極催化抗壞血酸的能力，其中PAMAM-AP G5修飾電極有較強的電催化能力。進一步將電催化能力較強的PAMAM-AP G5與四氯金酸互相氧化還原，選擇性地將奈米金修飾上去，形成Au PAMAM-AP G5，再修飾於碳膠電極，並利用電化學方法偵測待測物作為生物感測器之應用，更可以提高電催化能力以及靈敏度。故實驗中藉由電化學方法偵測抗壞血酸、多巴胺、膽固醇、尿酸及過氧化氫五種待測物。在鑑定部分，利用了WAXRD、FT-IR、EDX、TEM、ESCA證明奈米金確實有成功修飾於PAMAM-AP G5。在性質探討部份，將Au PAMAM-AP G5修飾於碳膠電極利用循環伏特安培儀偵測待測物，探討修飾上奈米金的PAMAM-AP G5修飾電極偵測待測物的靈敏度以及應答時間。
　　研究中第二部分將PAMAM-AP G5修飾上親水性鏈段PEG合成PEG -PAMAM-AP G5，以降低材料對細胞之毒性，接著利用親疏水特性形成組裝體，當作是新型的藥物載體，探討對人類乳癌細胞之細胞毒性。並搭載抗癌藥物艾黴素(DOX)合成DOX-PEG-PAMAM-AP G5，分別於37℃磷酸鹽溶液中pH=4及pH=7環境下比較藥物釋放效率，研究結果顯示於pH=4的37℃磷酸鹽溶液的環境下藥物釋放率較高，並且測試毒殺乳癌細胞的能力。鑑定部分，利用1H-NMR作結構分析及UV-vis測量DOX之吸收值，代入檢量線算出包藥率以及載藥量，並且利用倒立式顯微鏡觀察細胞生長情形。

關鍵字

聚醯胺樹枝狀高分子 ； 奈米金粒子 ； 抗壞血酸 ； 電化學感測器 ； 藥物釋放 ； 艾黴素

並列摘要

In this study, the first part of these PAMAM-AP modified Au nanoparticles (Au PAMAM-AP G5) used in biosensors to detect ascorbic acid, dopamine, cholesterol, uric acid and hydrogen peroxide. In the experiments, the PAMAM dendrimers peripherally of the modified aniline pentamer with reversible redox properties, and with the generation of the dendrimer higher the branches of the peripherally aniline pentamer is more, the current density values of the analytes also. It is to compare lower (PAMAM-AP G2) generation as well as the redox of the higher (PAMAM-AP G5) generation catalyzed ascorbic acid. Further electroactivity of PAMAM-AP G5 also use the AP redox properties modified Au nanoparticles selectively, and then use of CV to detect analytes as a biosensor, but also can improve the electrocatalytic ability and sensitivity.
In the identification section, the use of the WAXRD, FT-IR, EDX, TEM, ESCA prove Au nanoparticles are indeed a successful modification of PAMAM-AP the G5. And Au PAMAM-AP G5 modified electrode to detect analytes sensitivity and response time.
The study in the second part, PAMAM-AP G5 modified hydrophilic and biocompatibility segment PEG synthesis of PEG-PAMAM-AP G5, the use of amphiphilic characteristics form these aggregations as new drug carrier to explore the cytotoxicity of human breast cancer cells. And loading with anti-cancer drug (DOX) synthesis of DOX-PEG-PAMAM-AP G5, compare drug release efficiency, as well as the ability to cytotoxicity cancer cells.
Identification part of the 1H-NMR structural analysis and UV-vis measurements of the absorption values of DOX into the calibration curve to calculate the rate of DLC and DLE and the microscope to observe cell growth circumstances.

並列關鍵字

Ascorbic Acid ； Poly(amidoamine) Dendrimers ； Electrochemical sensor ； Drug delivery ； Gold nanoparticles ； Doxorubicin

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