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在癌症治疗等领域，甲氨蝶呤（MTX）与锂皂石（Lap）相互作用备受关注。研究人员为改善纳米药物释药控制能力，构建预测模型计算 MTX-Lap 静电插层效率。结果显示该模型能有效预测，为相关药物递送研究提供参考。
在现代医学领域，癌症治疗始终是一项极具挑战性的任务。甲氨蝶呤（Methotrexate，MTX）作为一种广泛应用于癌症化疗、银屑病和类风湿关节炎治疗的药物，其作用机制是作为二氢叶酸酸还原酶的竞争性抑制剂，对 DNA 到 RNA 的合成起到关键影响。不过，MTX 的毒性部分源于腺苷的释放，这也在一定程度上限制了它的使用效果。
近年来，MTX 与多种分子的相互作用研究不断涌现，其中它与锂皂石（Laponite，Lap）的相互作用备受瞩目。锂皂石是一种合成的蒙脱石，具有独特的纳米结构，直径约 30nm，层厚度约 1nm。其高电荷纳米盘尺寸、凝聚能力和 pH 敏感的阳离子交换性，使其在生物医学领域展现出巨大的应用潜力，尤其是在药物递送方面。此前研究发现，MTX 在锂皂石黏土片层上的插层效率较高，且插层过程存在 pH 依赖性。然而，目前在纳米药物的研发中，如何有效提高药物释放控制能力仍是一个重大难题。为了攻克这一难题，来自未知研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Applied Clay Science》上。
在这项研究中，研究人员主要运用了分光光度法和稳定性商数计算程序（Stability Quotients from Absorbance Data，SQUAD ）这两个关键技术方法。研究人员利用分光光度法对不同 pH 条件下 MTX 与 Lap 的相互作用进行监测，获得实验数据。随后，借助 SQUAD 程序对这些数据进行深入分析，从而确定 MTX-Lap 复合物的条件结合常数。
研究人员首先对 MTX 的化学性质进行了详细研究。MTX 含有三个酸性质子，具有不同的 pKa 值，分别为 2.68±0.07、4.11±0.05 和 5.48±0.01，对应不同的 MTX 化学物种（MTXH3+、MTXH2、MTXH?和 MTX2?） 。研究人员设置了四个不同 pH 值的系统，即 1.63±0.01、3.34±0.01、4.81±0.01 和 7.56±0.01，通过分光光度法跟踪变化，并利用 SQUAD 分析数据，计算出不同 pH 值下 MTX-Lap 复合物的条件结合常数（Log β）。结果显示，对应的 Log β 值分别为 4.92±0.01、4.38±0.02、3.60±0.06 和 2.516±0.007。
接着，研究人员绘制了条件解离常数的对数（Log K）与 pH 的关系图，发现呈现出良好的线性关系，其方程为 “Log K = -0.4149×pH + 5.6556”，R2达到 0.9941 。基于此，研究人员将 Log β（与 pH 相关）代入摩尔分数方程，构建出了仅依赖 pLap 和 pH 的模型，用于确定游离 MTX 和包封 MTX 的摩尔百分比。
最后，研究人员将所构建的数学模型与实验数据进行对比，以预测游离 MTX 的百分比随纳米黏土浓度和 pH 的变化情况。结果表明，该模型能够较为准确地预测，为深入理解 MTX 与 Lap 的相互作用以及药物释放过程提供了有力的工具。
研究结论显示，所提出的依赖 pLap 和 pH 的模型能够充分预测插层 MTX 的百分比。由于 MTX-Lap 复合物的形成，MTX 可以通过 pH 变化实现可控释放，且释放百分比能够通过模型计算得出。这一研究成果意义重大，不仅揭示了锂皂石通过 pH 变化控制药物释放的内在特性，还为其他具有低摩尔质量且含有酸性质子的药物研究提供了可借鉴的方法。它为纳米药物递送系统的优化设计提供了理论依据，有助于开发更高效、更安全的抗癌药物递送载体，推动癌症治疗等相关领域的发展。
