二氧化硅/金复合纳米材料的制备及其可控药物递送研究

摘要

纳米材料在药物递送和疾病诊断中的应用将极大地改变现代医药产业的格局。多孔二氧化硅纳米颗粒具有出色的生物相容性，独特的孔道结构和简单可行的表面修饰方法，特别适合于可控药物递送系统及诊断治疗多功能纳米颗粒的构建，目前在生物医学领域得到了广泛的关注。本论文以二氧化硅纳米颗粒为主要研究对象，结合金纳米颗粒、可断裂连接键、荧光染料及药物分子等其它结构单元，设计合成了多种荧光纳米探针、可控药物递送系统和多功能纳米颗粒。
　　本论文共分为四章，包含以下主要研究内容:
　　第一章为前言，在分类介绍载药纳米材料的基础上，从纳米载药系统的靶向策略、基于刺激-响应特性的可控药物递送以及纳米载药系统的多功能化设计合成几个方面进行综述，并提出了本论文的研究思路、内容和意义。
　　第二章以二氧化硅及二氧化硅包覆金纳米颗粒为载体，将荧光染料分子通过二硫键共价偶联其上，设计合成了一类对还原性巯基分子具有响应性的荧光纳米探针。这类纳米探针可以在巯基分子的作用下，经过巯基-二硫键交换反应释放出所连接的染料分子。利用荧光相关光谱分析或者荧光增敏测定可以实时监测以上巯基-二硫键交换反应，初步验证了这类基于二硫键共价连接荧光团的纳米探针体系在巯基分子检测和成像应用中的可行性。
　　第三章设计合成了一类基于AuNR@SiO2的新型多功能纳米颗粒，其由多孔二氧化硅壳层和金纳米棒内核构成。多孔二氧化硅壳层可以通过二硫键共价连接的方式装载DOX分子，而金纳米棒内核可以强烈猝灭DOX的荧光发射并作为暗场散射成像的造影剂。基于荧光测定的释放实验证明，AuNR@SiO2-SS-DOX-PEG纳米颗粒具有氧化/还原响应的药物释放和荧光活化特性。装载于二氧化硅壳层中的DOX分子的释放和荧光活化由连接键与巯基分子发生巯基/二硫键交换反应断裂所致。细胞毒性和荧光/暗场散射成像实验初步验证了这种多功能纳米颗粒具有细胞内可控药物递送和双模式细胞成像的能力。
　　第四章以AuNR@SiO2为纳米载体，将药物分子通过二硫/酰腙键共价连接到多孔二氧化硅壳层内，构建了一类对细胞内源性的还原电势/酸性pH条件具有响应性的可控药物递送系统。通过测定药物分子脱离纳米载体时伴随的活化荧光对各个体系的药物释放行为进行了考察。在二硫键体系中，不同还原剂作用下的药物释放行为具有明显的差异;同时，不同分子量的药物在相同的纳米载体中具有差异显著的装载和释放特性。而在酰腙键体系中，H+（即酸性pH条件）能够更加快速有效地触发DOX分子的释放。此外，纳米载体的二氧化硅壳层厚度和巯基修饰密度对其药物释放速率没有显著的影响，但可以作为调节药物装载量和释放剂量的控制因素。
　　最后，对本论文的研究内容进行了总结和展望。

目录

声明

摘要

第一章 纳米材料应用于药物递送的研究进展

1．1 引言

1．2 纳米粒载药系统

1．3 纳米药物载体的靶向性

1．4 基于刺激-响应型纳米载体的可控药物递送系统

1．5 基于多功能纳米载体的药物递送系统

1．6 论文的研究思路、内容和意义

第二章 基于二氧化硅／二氧化硅包覆金纳米颗粒的荧光纳米探针用于巯基分子传感

2．1 前言

2．2 荧光纳米硅球在模拟荧光白相关法检测凋亡酶中的应用初探

2．3 金纳米颗粒的二氧化硅包覆及其在巯基分子传感中的应用初探

2．4 结论

第三章 基于多孔二氧化硅包覆金纳米棒的多功能纳米颗粒用于药物递送和细胞成像

3．1 前言

3．2 实验部分

3．3 结果与讨论

3．4 结论

第四章 共价偶联药物分子从多孔二氧化硅纳米载体中的刺激-响应性释放动力学研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．3 结果与讨论

4．4 结论

总结与展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文与所获奖项

致谢