Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2
The processes of adsorption of gemcitabine (GC) on the surface of nanosized singledomain magnetite (Fe3O4) have been investigated. Under the experiment conditions, the value of adsorption capacity A was ~ 37.2 mg/g, the extraction extent U (%) – 33.13 %, the separation factor E = 82.58 mL/g. It has...
Saved in:
| Date: | 2019 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/526 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-526 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-06-29T10:03:05Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
магнетит магнітна рідина гемцитабін антитіло HER2 гепатоцелюлярна карцинома печінки людини |
| spellingShingle |
магнетит магнітна рідина гемцитабін антитіло HER2 гепатоцелюлярна карцинома печінки людини Petranovska, A. L. Abramov, M. V. Оpanashchuk, N. M. Turanska, S. P. Gorbyk, P. P. Kusyak, N. V. Kusyak, A. P. Lukyanova, N. Yu. Chekhun, V. F. Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2 |
| topic_facet |
magnetite magnetic liquids gemcitabine antibody HER2 hepatocellular carcinoma of human liver магнетит магнітна рідина гемцитабін антитіло HER2 гепатоцелюлярна карцинома печінки людини магнетит магнитная жидкость гемцитабин антитело HER2 гепатоцеллюлярная карцинома печени человека |
| format |
Article |
| author |
Petranovska, A. L. Abramov, M. V. Оpanashchuk, N. M. Turanska, S. P. Gorbyk, P. P. Kusyak, N. V. Kusyak, A. P. Lukyanova, N. Yu. Chekhun, V. F. |
| author_facet |
Petranovska, A. L. Abramov, M. V. Оpanashchuk, N. M. Turanska, S. P. Gorbyk, P. P. Kusyak, N. V. Kusyak, A. P. Lukyanova, N. Yu. Chekhun, V. F. |
| author_sort |
Petranovska, A. L. |
| title |
Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2 |
| title_short |
Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2 |
| title_full |
Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2 |
| title_fullStr |
Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2 |
| title_full_unstemmed |
Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2 |
| title_sort |
магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла her2 |
| title_alt |
Magnetically sensitive nanocomposites and magnetic liquids based on magnetite, gemcitabine, and antibody HER2 Магниточувствительные нанокомпозиты и магнитные жидкости на основе магнетита, гемцитабина и антитела HER2 |
| description |
The processes of adsorption of gemcitabine (GC) on the surface of nanosized singledomain magnetite (Fe3O4) have been investigated. Under the experiment conditions, the value of adsorption capacity A was ~ 37.2 mg/g, the extraction extent U (%) – 33.13 %, the separation factor E = 82.58 mL/g. It has been determined that adsorption corresponds to the Freundlich model. The magnetic properties of nanocomposites (NС) Fe3O4@GC have been investigated. The average value of the thickness of the adsorbed layer of GC in the composition of Fe3O4@GC NC is 2.4±0.1 nm, as evaluated by the method of magnetic granulometry. Magnetic liquids (ML) have been synthesized based on magnetite and physiological solution (PS) stabilized with sodium oleate (Ol.Na) and polyethylene glycol (PEG), which contain GC and antibody (AB) HER2 (Fe3O4@GC/Ol.Na/PEG+PS). The properties of ML were investigated as well as cytotoxic/cytostatic activity with respect to HepG2 hepatocellular carcinoma of human liver.Parameters of ML based on magnetite were found: Fe3O4 concentration – 14 mg/mL, Fe3O4 particle size – 4–22 nm, average size of Fe3O4 particles – 10.8 nm; the average size of Fe3O4 particles stabilized with sodium oleate 16.8 nm, saturation magnetization M? = 14.1±2.5 % Gs, hypsometric height – 25±10 % cm, viscosity ? = 1.14±3 % mPa·s, density ?ML = 1.14 ± 1.0 % g/cm3, the concentration of GC was 1.25 mg/mL, that of HER2 AB was 3.75 ?g/mL. We have obtained the calculated and graphic data concerning the dependence of the surface area and the specific magnetization of saturation of Fe3O4@GC/Ol.Na/PEG on the thickness of GC layer, which can be useful for predicting of the nanoscale architecture of magnetically sensitive NC and ML in the manufacture of relative drugs. The synergistic nature of the influence of GC/Fe3O4/HER2 complex on HepG2 cells was revealed. It has been determined that IC50 for ML is 0.155 mg/mL, in the range of concentration of 0.025–0.1 mg/mL ML it is biocompatible with HepG2 cells. It has been shown that HER2 AB used alone in the investigated concentrations does not affect HepG2 cell viability/proliferation. In vitro, GC inhibits the proliferation of liver carcinoma cells, the IC50 value was 0.02 mg/mL. The use of ML in complex with GC can increase the cytotoxic activity of the composite by 8–10 %. The ML+GC+HER2 AB complexes caused the synergistic effect and an increase in the cytotoxic activity, compared with GC used alone, up to 18–20 %, while GC contents reduced to 0.008 mg/mL.The results of the studies indicate that the use of ML based on magnetite, gemcitabine, and antibody increases the effectiveness of the antitumor medicines with a significant reduction in their dose and, respectively, the toxico-allergic reactions of the body, and nanosized magnetite can be promising for the manufacture of magnetically sensitive adsorption materials for medical purposes, e.g. for detoxification of an organism after GC therapy. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/526 |
| work_keys_str_mv |
AT petranovskaal magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT abramovmv magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT opanashchuknm magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT turanskasp magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT gorbykpp magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT kusyaknv magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT kusyakap magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT lukyanovanyu magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT chekhunvf magneticallysensitivenanocompositesandmagneticliquidsbasedonmagnetitegemcitabineandantibodyher2 AT petranovskaal magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT abramovmv magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT opanashchuknm magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT turanskasp magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT gorbykpp magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT kusyaknv magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT kusyakap magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT lukyanovanyu magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT chekhunvf magnitočuvstvitelʹnyenanokompozityimagnitnyežidkostinaosnovemagnetitagemcitabinaiantitelaher2 AT petranovskaal magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT abramovmv magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT opanashchuknm magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT turanskasp magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT gorbykpp magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT kusyaknv magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT kusyakap magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT lukyanovanyu magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 AT chekhunvf magnítočutlivínanokompozititamagnítnírídininaosnovímagnetitugemcitabínuíantitílaher2 |
| first_indexed |
2025-09-24T17:45:32Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:45:32Z |
| _version_ |
1844168289693990912 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5262022-06-29T10:03:05Z Magnetically sensitive nanocomposites and magnetic liquids based on magnetite, gemcitabine, and antibody HER2 Магниточувствительные нанокомпозиты и магнитные жидкости на основе магнетита, гемцитабина и антитела HER2 Магніточутливі нанокомпозити та магнітні рідини на основі магнетиту, гемцитабіну і антитіла HER2 Petranovska, A. L. Abramov, M. V. Оpanashchuk, N. M. Turanska, S. P. Gorbyk, P. P. Kusyak, N. V. Kusyak, A. P. Lukyanova, N. Yu. Chekhun, V. F. magnetite magnetic liquids gemcitabine antibody HER2 hepatocellular carcinoma of human liver магнетит магнітна рідина гемцитабін антитіло HER2 гепатоцелюлярна карцинома печінки людини магнетит магнитная жидкость гемцитабин антитело HER2 гепатоцеллюлярная карцинома печени человека The processes of adsorption of gemcitabine (GC) on the surface of nanosized singledomain magnetite (Fe3O4) have been investigated. Under the experiment conditions, the value of adsorption capacity A was ~ 37.2 mg/g, the extraction extent U (%) – 33.13 %, the separation factor E = 82.58 mL/g. It has been determined that adsorption corresponds to the Freundlich model. The magnetic properties of nanocomposites (NС) Fe3O4@GC have been investigated. The average value of the thickness of the adsorbed layer of GC in the composition of Fe3O4@GC NC is 2.4±0.1 nm, as evaluated by the method of magnetic granulometry. Magnetic liquids (ML) have been synthesized based on magnetite and physiological solution (PS) stabilized with sodium oleate (Ol.Na) and polyethylene glycol (PEG), which contain GC and antibody (AB) HER2 (Fe3O4@GC/Ol.Na/PEG+PS). The properties of ML were investigated as well as cytotoxic/cytostatic activity with respect to HepG2 hepatocellular carcinoma of human liver.Parameters of ML based on magnetite were found: Fe3O4 concentration – 14 mg/mL, Fe3O4 particle size – 4–22 nm, average size of Fe3O4 particles – 10.8 nm; the average size of Fe3O4 particles stabilized with sodium oleate 16.8 nm, saturation magnetization M? = 14.1±2.5 % Gs, hypsometric height – 25±10 % cm, viscosity ? = 1.14±3 % mPa·s, density ?ML = 1.14 ± 1.0 % g/cm3, the concentration of GC was 1.25 mg/mL, that of HER2 AB was 3.75 ?g/mL. We have obtained the calculated and graphic data concerning the dependence of the surface area and the specific magnetization of saturation of Fe3O4@GC/Ol.Na/PEG on the thickness of GC layer, which can be useful for predicting of the nanoscale architecture of magnetically sensitive NC and ML in the manufacture of relative drugs. The synergistic nature of the influence of GC/Fe3O4/HER2 complex on HepG2 cells was revealed. It has been determined that IC50 for ML is 0.155 mg/mL, in the range of concentration of 0.025–0.1 mg/mL ML it is biocompatible with HepG2 cells. It has been shown that HER2 AB used alone in the investigated concentrations does not affect HepG2 cell viability/proliferation. In vitro, GC inhibits the proliferation of liver carcinoma cells, the IC50 value was 0.02 mg/mL. The use of ML in complex with GC can increase the cytotoxic activity of the composite by 8–10 %. The ML+GC+HER2 AB complexes caused the synergistic effect and an increase in the cytotoxic activity, compared with GC used alone, up to 18–20 %, while GC contents reduced to 0.008 mg/mL.The results of the studies indicate that the use of ML based on magnetite, gemcitabine, and antibody increases the effectiveness of the antitumor medicines with a significant reduction in their dose and, respectively, the toxico-allergic reactions of the body, and nanosized magnetite can be promising for the manufacture of magnetically sensitive adsorption materials for medical purposes, e.g. for detoxification of an organism after GC therapy. Исследованы процессы адсорбции гемцитабина (ГЦ) на поверхности наноразмерного однодоменных магнетита (Fe3O4). В условиях эксперимента значение адсорбционной емкости А составило ~ 37.2 мг/г, степень извлечения R (%) – 33.13 %, коэффициент разделения E = 82.58 ml/g. Установлено соответствие адсорбции модели Фрейндлиха. Исследовано магнитные свойства нанокомпозитов (НК) Fe3O4 @ ГЦ. Методом магнитной гранулометрии оценены среднее значение толщины адсорбированного слоя ГЦ в составе НК Fe3O4 @ ГЦ, которое составляет 2.4±0.1 нм. Синтезированы магнитные жидкости (МГ) на основе магнетита и физиологического раствора (ФР), стабилизированные олеатом натрия (OlNa) и полиэтиленгликолем (PEG), содержащих ГЦ и антитело (АД) HER2 (Fe3O4 @ ГЦ / OlNa / PEG + ФР). Исследованы свойства МР и цитотоксическое/цитостатическое действие в отношении гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) печени человека линии HepG2. Установлены параметры МГ на основе магнетита: концентрация Fe3O4 – 14 мг/мл, размер частиц Fe3O4 – 4–22 нм, средний размер частиц Fe3O4 – 10.8 нм; средний размер частиц Fe3O4, стабилизированных олеатом натрия – 16.8 нм; намагниченность насыщения М? = 14.1±2.5 % Гс, гипсометрического высота – 25±10 % см, вязкость ? = 1.14±3 % мПа·с, плотность ?МР = 1.14±1.0 % г/см3, концентрация ГЦ составила 1.25 мг/мл, АО HER2 – 3.75 мкг/мл. Получены расчетные и графические данные о зависимости удельной площади поверхности и удельного намагниченности насыщения НК Fe3O4 @ Gc / Ol. Na / PEG от толщины слоя ГЦ могут быть полезными для прогнозирования наноархитектуры магниточувствительных НК и МР при изготовлении лекарственных средств на их основе. Выявлено синергический характер эффекта воздействия комплекса ГЦ / Fe3O4 / HER2 на клетки HepG2. Установлено, что IC 50 для МР составляет 0.155 мг/мл, в диапазоне концентраций МГ 0.025–0.1 мг/мл является биосовместимой с клетками HepG2. Показано, что АО HER2 в монозастосуванни в исследованных концентрациях не влияет на жизнеспособность / пролиферацию клеток HepG2. ГЦ подавляет пролиферацию клеток карциномы печени, значение IC 50 составляло 0.02 мг/мл in vitro. Использование МГ в комплексе с ГЦ позволяет повысить цитотоксическую активность композита на 8–10 %. Комплексы МГ + ГЦ + АО HER2 вызывали синергический эффект и повышение цитотоксической активности по сравнению с ГЦ в моноприменении, до 18–20 %, при этом содержание ГЦ уменьшался до 0.008 мг/мл.Результаты исследований свидетельствуют, что использование МГ на основе магнетита, гемцитабина и антитела повышает эффективность действия противоопухолевых препаратов при существенном уменьшении их дозы и, соответственно, токсико-аллергических реакций организма, а наноразмерный магнетит может быть перспективными для изготовления магниточувствительных адсорбционных материалов медицинского назначения, например, для детоксикации организма после терапии ГЦ. Досліджено процеси адсорбції гемцитабіну (ГЦ) на поверхні нанорозмірного однодоменного магнетиту (Fe3O4). В умовах експерименту значення адсорбційної ємності А становило ~ 37.2 мг/г, ступінь вилучення R (%) – 33.13 %, коефіцієнт розділення E = 82.58 ml/g. Встановлено відповідність адсорбції моделі Фрейндліха. Досліджено магнітні властивості нанокомпозитів (НК) Fe3O4@ГЦ. Методом магнітної гранулометрії оцінено середнє значення товщини адсорбованого шару ГЦ у складі НК Fe3O4@ГЦ, яке становить 2.4±0.1 нм. Синтезовано магнітні рідини (МР) на основі магнетиту і фізіологічного розчину (ФР), стабілізовані олеатом натрію (OlNa) і поліетиленгліколем (PEG), що містять ГЦ та антитіло (АТ) HER2 (Fe3O4@ГЦ/OlNa/PEG+ФР). Досліджено властивості МР та цитотоксичну/цитостатичну активність щодо гепатоцелюлярної карциноми (ГЦК) печінки людини лінії HepG2. Встановлено параметри МР на основі магнетиту: концентрація Fe3O4 – 14 мг/мл, розмір частинок Fe3O4 – 4–22 нм, середній розмір частинок Fe3O4 – 10.8 нм; середній розмір частинок Fe3O4, стабілізованих олеатом натрію – 16.8 нм; намагніченість насичення М? = 14.1±2.5 % Гс, гіпсометрична висота – 25±10 % см, в’язкість ? = 1.14±3 % мПа?с, густина ?МР = 1.14 ±1.0 % г/см3, концентрація ГЦ становила 1.25 мг/мл, АТ HER2 – 3.75 мкг/мл. Отримано розрахункові та графічні дані щодо залежності питомої площі поверхні і питомої намагніченості насичення НК Fe3O4@Gc/Ol. Na/PEG від товщини шару ГЦ можуть бути корисними для прогнозування наноархітектури магніточутливих НК і МР при виготовленні лікарських засобів на їхній основі. Виявлено синергічний характер ефекту впливу комплексу ГЦ/Fe3O4/HER2 на клітини HepG2. Встановлено, що ІС50 для МР становить 0.155 мг/мл, в діапазоні концентрацій МР 0.025–0.1 мг/мл є біосумісною з клітинами HepG2. Показано, що АТ HER2 в монозастосуванні в досліджених концентраціях не впливає на життєздатність/проліферацію клітин HepG2. ГЦ пригнічує проліферацію клітин карциноми печінки, значення ІС50 становило 0.02 мг/мл in vitro. Використання МР в комплексі з ГЦ дозволяє підвищити цитотоксичну активність композиту на 8–10 %. Комплекси МР+ГЦ+АТ HER2 спричиняли синергічний ефект та підвищення цитотоксичної активності, порівняно з ГЦ у монозастосуванні, до 18–20 %, при цьому вміст ГЦ зменшувався до 0.008 мг/мл.Результати досліджень свідчать, що використання МР на основі магнетиту, гемцитабіну та антитіла підвищує ефективність дії протипухлинних препаратів при істотному зменшенні їх дози та, відповідно, токсико-алергічних реакцій організму, а нанорозмірний магнетит може бути перспективним для виготовлення магніточутливих адсорбційних матеріалів медичного призначення, наприклад, для детоксикації організму після терапії ГЦ. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2019-11-26 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/526 10.15407/hftp10.04.419 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 10 No. 4 (2019): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 419-431 Химия, физика и технология поверхности; Том 10 № 4 (2019): Химия, физика и технология поверхности; 419-431 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 10 № 4 (2019): Хімія, фізика та технологія поверхні; 419-431 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp10.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/526/529 Copyright (c) 2019 A. L. Petranovska, M. V. Abramov, N. M. Оpanashchuk, S. P. Turanska, P. P. Gorbyk, N. V. Kusyak, A. P. Kusyak, N. Yu. Lukyanova, V. F. Chekhun |