體內(nèi)抗癌效果評(píng)估。在雙側(cè)4T1異種移植腫瘤BALB/c小鼠的右側(cè)腫瘤內(nèi)注射MS NPs(1M加入30μl生理鹽水)，左側(cè)腫瘤注射等體積生理鹽水作為對(duì)照。此外，在體外注射源自同劑量MS NPs的脫氧后Mg2+和SiO2微片混合物的腫瘤作為另一個(gè)陰性對(duì)照。隨后，每隔2d用數(shù)字卡尺測(cè)量腫瘤的最大長(zhǎng)度(L)和最大寬度(W)(每組5個(gè))，并計(jì)算腫瘤體積(V)，即V=L×W2/2。相對(duì)腫瘤體積(V/V0)與初始體積(V0)進(jìn)行歸一化處理。在給定時(shí)間內(nèi)，用配備手動(dòng)微螺旋槳的Unisense氧微電極測(cè)量瘤內(nèi)氧張力。將處理前、處理后1、6、24小時(shí)和16天收集的腫瘤浸泡在液氮中新鮮冷凍，真空干燥后蒸發(fā)沉積在薄鉑上，用于SEM和EDS分析。相應(yīng)的H&E染色組織切片用于病理檢測(cè)。在注射DOA后1h、0.5、1、2、3、5、7、11和15d，收集相應(yīng)的腫瘤，稱(chēng)重，然后用王水消化，以進(jìn)行ICP-OES分析鎂和硅的含量。每克腫瘤組織(D)中鎂或硅的注射劑量百分比(%ID/g)按下式計(jì)算：

其中，m(μg)是測(cè)量的腫瘤中Mg或Si的質(zhì)量(morgan(克))，常數(shù)mID(μg)是Mg或Si的初始注射劑量。治療后16d，當(dāng)對(duì)照組腫瘤體積達(dá)到1,000mm3時(shí)，根據(jù)護(hù)理規(guī)定對(duì)小鼠實(shí)施安樂(lè)死。所有體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的組別分配和腫瘤采集都是隨機(jī)的，沒(méi)有任何主觀因素，所有數(shù)據(jù)都是隨機(jī)采集的，但沒(méi)有盲法。所有注射了MS NPs的單個(gè)腫瘤都觀察到了明顯的陽(yáng)性結(jié)果(抗癌效果)，沒(méi)有動(dòng)物被排除在分析之外。此外，計(jì)算得出的P值小于0.001，這表明體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中使用的n=5的樣本量足以證實(shí)陽(yáng)性結(jié)果。


利用18F-MISOPET/CT成像評(píng)估體內(nèi)缺氧程度。每只4T1異種移植腫瘤BALB/c小鼠經(jīng)尾靜脈注射100μl生理鹽水稀釋的1mCi 18F-MISO。注射示蹤劑2小時(shí)后，使用2%異氟醚(isoflurane)在氧氣中連續(xù)麻醉，進(jìn)行PET/CT掃描(SuperNova)。然后，在雙側(cè)4T1腫瘤小鼠的瘤內(nèi)注射MS NPs(1M加入10μl生理鹽水中；此處減少M(fèi)S NPs劑量的目的是防止隨后形成的SiO2微片產(chǎn)生過(guò)多的毛細(xì)血管阻塞效應(yīng)，因?yàn)檫@可能會(huì)顯著抑制18F-MISO在腫瘤內(nèi)的循環(huán))，并在左側(cè)腫瘤內(nèi)注射等量生理鹽水作為對(duì)照。然后在治療后1小時(shí)和3小時(shí)進(jìn)行PET/CT掃描。在靜注MS NPs的情況下，在靜注MS NPs(100毫克Mg/kg溶于150微升生理鹽水)3小時(shí)后進(jìn)行PET/CT掃描。PET/CT成像實(shí)驗(yàn)在三只獨(dú)立的雙側(cè)4T1腫瘤小鼠身上進(jìn)行。用SuperNova軟件進(jìn)一步測(cè)量和計(jì)算了腫瘤區(qū)域18F-MISO晚期和早期標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUV)的相應(yīng)比率。


腫瘤中Si和Mg的分布。在注射MS NPs(1M加入30μl生理鹽水)后的30分鐘、2小時(shí)和24小時(shí)收集的新鮮4T1腫瘤立即冷凍在液氮中，以避免腫瘤中的硅和鎂物種進(jìn)一步演化，然后切取最大組織面積并真空干燥。隨后，用配備了LSX-213Nd：YAG激光燒蝕系統(tǒng)(CETAC Technologies)的X Series II電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對(duì)腫瘤切片進(jìn)行分析，以點(diǎn)狀測(cè)量29Si和24Mg元素含量。Surfer 8軟件用于質(zhì)譜處理和重建相應(yīng)腫瘤切片中硅/鎂(摩爾)的比率圖譜。未檢測(cè)到29Si或24Mg的點(diǎn)的值被定義為零，在比率圖中顯示為白色。


切除腫瘤的29Si固態(tài)MASNMR。在注射MS NPs(1M加入30μl生理鹽水)后的30分鐘、12小時(shí)和60小時(shí)收集的新鮮4T1腫瘤立即在液氮中冷凍，并在真空下干燥。然后，在瓦里安VNMRS400WB型光譜儀上分別在單脈沖和交叉偏振條件下記錄29Si固態(tài)MASNMR光譜。光譜使用7.5mm T3HX探頭在79.43MHz頻率和3kHz旋轉(zhuǎn)速率下采集。化學(xué)位移參考2,2-二甲基-2-硅戊烷-5-磺酸鈉鹽((CH3)3Si(CH2)3SO3Na)。


通過(guò)核磁共振成像評(píng)估瘤內(nèi)血管的通透性。體內(nèi)核磁共振成像測(cè)試是在配備了專(zhuān)用小動(dòng)物線圈的3.0T臨床核磁共振成像儀(GESigna 3.0T)上進(jìn)行的。在氧氣中使用2%異氟醚進(jìn)行連續(xù)麻醉后，首先對(duì)雙側(cè)4T1異種移植腫瘤小鼠進(jìn)行T1加權(quán)磁共振成像掃描，不使用任何造影劑。然后，向右側(cè)腫瘤瘤內(nèi)注射MS NPs(1M加入30μl生理鹽水)，向左側(cè)腫瘤瘤內(nèi)注射等體積生理鹽水作為對(duì)照。給藥后3小時(shí)，經(jīng)尾靜脈注射Magnevist(釓噴酸二鈉，0.1M，150μl)后5分鐘和30分鐘，連續(xù)進(jìn)行造影劑增強(qiáng)的T1加權(quán)磁共振成像掃描。核磁共振成像在三只獨(dú)立的4T1腫瘤小鼠身上進(jìn)行。冠狀T1加權(quán)磁共振成像的補(bǔ)片時(shí)間=17.4毫秒，翻轉(zhuǎn)角=20，切片厚度=0.8毫米，頻率視場(chǎng)(FoV)=6.0，相位視場(chǎng)=1.00，頻率×相位=352×320，激發(fā)次數(shù)=1.00，帶寬=62.5。


統(tǒng)計(jì)分析。定量數(shù)據(jù)以均數(shù)±s.d表示。統(tǒng)計(jì)比較采用學(xué)生雙側(cè)t檢驗(yàn)，結(jié)果如圖4和圖5所示：n.s.(無(wú)顯著性)、*P<0.05(顯著)、**P<0.01(中度顯著)和***P<0.001(高度顯著)。