為了探究低強度納秒脈沖電場聯(lián)合多壁碳納米管對細胞的殺傷效果,在多壁碳納米管毒性實驗的基礎上,分別采用CCK-8檢測法和Annexin V/PI雙染法研究引入多壁碳納米管后不同幅值的納秒脈沖電場對A375細胞活性、凋亡壞死率的影響。研究表明,當多壁碳納米管質(zhì)量濃度≤200mg/L時,其對細胞無毒性效應;只有當質(zhì)量濃度≥300 mg/L時,其誘導的細胞毒性才具有劑量依賴性,即質(zhì)量濃度越高,對細胞的毒性越強。固定頻率為1 Hz、脈寬為300 ns、脈沖個數(shù)為100個時,凋亡率、壞死率隨著場強的增加而增加,細胞活性隨著場強的增加而減小。多壁碳納米管的引入不影響上述變化規(guī)律,但是明顯提高了對應的殺傷效果,可以在保持納秒脈沖電場治療腫瘤的優(yōu)勢前提下提高臨床治療中的電氣安全性。 

【文章來源】：高電壓技術. 2020,46(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

試驗裝置示意圖Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup

966高電壓技術2020,46(3)圖1試驗裝置示意圖Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup波形如圖2所示。1.5nsPEF處理細胞的實驗方案表2為實驗所采用的脈沖參數(shù)，MWCNTs質(zhì)量濃度為安全劑量下的最大值，固定頻率f、脈寬、脈沖個數(shù)N，通過改變場強E研究nsPEF聯(lián)合MWCNTs對細胞活性以及凋亡壞死率的影響。對于細胞活性實驗，將處于對數(shù)生長期的細胞用0.25%的胰酶(含有EDTA)消化離心，分別用加MWCNTs以及不加MWCNTs的培養(yǎng)液重懸，修正細胞數(shù)密度為1×106mL1。取70L細胞懸液于電擊杯中，并對其進行nsPEF處理。對照組為同等體積不加MWCNTs且未經(jīng)nsPEF處理的細胞懸液。脈沖處理后，用PBS清洗兩遍，并用不含MWCNTs的新鮮培養(yǎng)液重懸(細胞數(shù)密度為1×105mL1)，取200L細胞溶液于96孔板中，在孵箱中繼續(xù)培養(yǎng)8h后利用CCK-8試劑盒檢測細胞活性。對于凋亡壞死實驗，用0.25%的胰酶(無EDTA)消化離心，分別用有無MWCNTs的培養(yǎng)液重懸(細胞數(shù)密度為1×107mL1)，取70L細胞懸液于電擊杯中，并對其進行nsPEF處理。經(jīng)過nsPEF處理后的細胞溶液用PBS清洗兩遍，然后轉(zhuǎn)移到6孔板中，每個孔添加2mL不含MWCNTs的新鮮培養(yǎng)液，并于孵箱中繼續(xù)培育3h后利用AnnexinV/PI雙染法檢測凋亡壞死率。1.6細胞凋亡壞死率檢測利用無EDTA的胰酶從6孔板中收集細胞，離心5min去掉上清液，并于PBS中離心清洗兩遍。按照AnnexinV-FITC凋亡檢測試劑盒(BMS500FI)產(chǎn)品說明書，采用200L的BindingBuffer重懸細胞，并加入

米彥，李盼，劉權，等：低強度納秒脈沖電場聯(lián)合多壁碳納米管對人皮膚癌A375細胞的殺傷效果967MWCNTs質(zhì)量濃度的增加呈現(xiàn)降低的趨勢。但是，當MWCNTs質(zhì)量濃度≤200mg/L時，實驗組與對照組之間沒有顯著性差異，表明在此質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，MWCNTs對細胞活性無影響。因此，nsPEF聯(lián)合MWCNTs處理A375細胞所用MWCNTs質(zhì)量濃度設定為200mg/L。2.2nsPEF聯(lián)合MWCNTs對細胞活性的影響nsPEF聯(lián)合MWCNTs在不同場強下對細胞活性的影響結(jié)果如圖4所示。結(jié)果表明，不論是否添加MWCNTs，細胞活性都隨場強呈現(xiàn)S型衰減的規(guī)律。即在低場強下，體現(xiàn)出明顯的閾值效應，細胞活性幾乎不變。當場強高于某個閾值后，細胞活性開始快速下降，并最終達到飽和。除此之外，MWCNTs的加入明顯降低了nsPEF處理后的細胞活性，可以降低殺傷細胞所需的外加場強閾值以及達到細胞活性飽和值所需的場強劑量。2.3nsPEF聯(lián)合MWCNTs對細胞凋亡壞死率的影響細胞活性實驗已經(jīng)證明了MWCNTs的引入可以提高nsPEF處理細胞后的死亡率(細胞死亡率=100%細胞活性)，在此基礎上通過檢測凋亡壞死率更深入地研究MWCNTs聯(lián)合nsPEF對細胞的殺傷效果。實驗組細胞懸液樣本經(jīng)過流式細胞儀分析，以FITC和PI熒光做雙參數(shù)點圖，將細胞分為4種：正常細胞(AnnexinV/PI)、早期凋亡細胞(AnnexinV+/PI)、晚期凋亡細胞(AnnexinV+/PI)、壞死細胞(AnnexinV/PI+)，凋亡率為早期凋亡和晚期凋亡率的總和。圖5(a)、(b)、(c)分別表示凋亡率、壞死率和正常細胞比例的實驗結(jié)果。由結(jié)果可知，在未經(jīng)nsPEF處理的情況下，MWCNTs質(zhì)量濃度為200mg/L時對細?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]脈沖電場作用下細胞膜可控電穿孔技術研究[J]. 張若兵,徐國旺,王昱婷,傅賢.  高電壓技術. 2018(07)
[2]高頻雙極性脈沖誘導SKOV–3細胞生物電效應的實驗研究[J]. 呂彥鵬,姚陳果,董守龍,趙亞軍,劉紅梅,馬劍豪,劉曉云,王曉娟,楊瑩.  高電壓技術. 2018(02)
[3]高頻納秒脈沖串對皮膚癌細胞的殺傷效果實驗研究[J]. 米彥,唐雪峰,卞昌浩,徐進,況東東,羅慶.  高電壓技術. 2018(02)
[4]基于網(wǎng)格傳輸網(wǎng)絡模型的納秒脈沖作用下單細胞電穿孔規(guī)律仿真研究[J]. 劉宏亮,米彥,徐進,姚陳果,李成祥.  高電壓技術. 2018(02)
[5]基于阻抗譜的脈沖電場誘導兔肝臟組織不可逆電穿孔程度評估新方法的實驗研究[J]. 姚陳果,趙亞軍,董守龍,Suyashree Bhonsle,呂彥鵬,劉紅梅,馬劍豪,Rafael Davalos.  高電壓技術. 2017(08)
[6]納秒脈沖消融乳腺癌及免疫激活效應的實驗研究[J]. 陳璐艷,徐小波,洪良杰,陳翊玲,陳新華,苗旭東.  高電壓技術. 2017(08)
[7]碳納米管導電防腐涂料微觀形貌及性能研究[J]. 王利民,孟剛,孟曉明,陳思敏,吳昊.  高電壓技術. 2016(05)
[8]基于微帶傳輸線的生物溶液處理用納秒脈沖電場發(fā)生器研制[J]. 米彥,張晏源,儲貽道,姚陳果,李成祥.  高電壓技術. 2014(12)
[9]納秒脈沖電場治療引起的腫瘤微環(huán)境變化有助于腫瘤消融[J]. 張雪明,陳新華,胡振華,殷軍霞,徐巍華,鄭樹森.  高電壓技術. 2014(12)

碩士論文
[1]碳納米管場致發(fā)射性質(zhì)的模擬仿真[D]. 井立國.大連理工大學 2017



本文編號：3411310