磁性介孔硅纳米粒子的制备及其生物医学应用研究

摘要

最近几年，磁性介孔硅纳米粒子(magnetic mesoporous silica nanoparticles，MMSN)在诊断和治疗方面得到广泛的研究。MMSN具有机械、热、化学稳定性，从而具有很广阔的生物医学应用前景。它还具有高的比表面积，孔容积，以及窄范围的可调的孔径分布，再加上容易化学改性的表面和磁靶向性，使其在当前药物传递系统中具有得天独厚的优势。
　　血管生成对治疗心血管疾病、创伤愈合和组织再生有着密切的关系。血管生成的过程受许多生长因子的调控，在众多生长因子中，碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblastgrowth factor，bFGF)是其中一种最重要的生长因子之一，它对很多种细胞的黏附、增殖、分化、转移以及基因表达都有积极的作用。然而，生长因子对酶和热都比较敏感，注入体内的话生物活性只能保持很短时间，导致疗效不佳，生物利用度极低。肝素是一种聚阴离子多糖，对不同的生长因子都有很强的结合能力，还可以使生长因子交联他们的受体的同时保护他们不被酶解和热解。因而构建一个基于磁性介孔硅的生长因子传递系统是当务之急。
　　在此，本文通过一锅法合成了一种新型的磁性介孔硅纳米粒子，这种材料以通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮30(PVP30)的共同组装形成的球状Fe3O4聚集体为磁核，它具有均一的核壳结构，同时还具有超顺磁性，此外，它的饱和磁化值达到了20.3 emu g-1。我们还将肝素固定在荧光标记的磁性介孔硅材料上(MFMSNs-HP)，并负载上bFGF，从而实现对bFGF的靶向传递。实验结果表明MFMSNs-HP对bFGF缓释效果明显，并且负载上bFGF的MFMSNs-HP对HUVEC细胞具有明显的促增值作用，并且促增值作用可持续至少6天，而且MFMSNs-HP在高达200μg mL-1的浓度下依然对人HUVEC细胞无毒性。我们也尝试了将阿霉素负载到了MFMSNs-HP上，发现它也具有缓释阿霉素的作用，并保持了对肝癌细胞HepG2的杀伤作用。所有的这一切都表明MFMSNs-HP是一个很有前途的药物传递载体。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 药物载体的开发

1．2 磁性介孔硅纳米粒子的合成

1．2．1 粒径小于30nm的四氧化三铁的合成

1．2．2 粒径大于100nm的四氧化三铁的合成

1．2．3 磁性介孔硅纳米粒子的合成

1．3 磁性介孔硅纳米粒子的生物医学应用

1．3．1 药物/基因/DNA/RNA传递

1．3．2 磁共振成像

1．3．3 酶固定，细胞摄入，生物分离和富集多肽

1．4 本论文的研究意义及主要内容

2 肝素化磁性介孔硅纳米粒子的制备及特性

2．1 实验部分

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．1．3 FITC-APTES的合成

2．1．4 油酸铁的合成

2．1．5 油酸修饰的Fe3O4的合成

2．1．6 MFMSNs-NH2的合成

2．1．7 MFMSNs-HP的合成

2．1．8 血浆再钙化时间(Plasma recalcification time，PRT)测定

2．1．9 溶血实验

2．2 测试与表征

2．2．1 扫描电子显微镜

2．2．2 透射电子显微镜

2．2．3 氮吸附脱附曲线、比表面及孔径分布

2．2．4 超导量子干涉仪磁强计

2．2．5 X射线光电子能谱

2．2．6 粒度分布与Zeta电位

2．2．7 激光共聚焦显微镜

2．2．8 紫外-可见分光光度计测肝素含量

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析

2．3．2 氮吸附脱附曲线、比表面积及孔径分布分析

2．3．3 磁化率测定

2．3．4 激光共聚焦显微镜测试

2．3．5 XPS分析

2．3．6 Zeta电位测试实验

2．3．7 MFMSNs-HP的TEM图片

2．3．8 磁性及水分散性图片

2．3．9 粒度分布测定

2．3．10 血浆再钙化时间测定

2．3．11 溶血实验

2．4 MFMSNs-NH2的形成机理

2．5 本章小结

3 肝素化磁性介孔硅纳米粒子对生长因子的负载与释放

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 荧光滴定实验

3．2．2 bFGF负载与释放实验

3．2．3 细胞的准备

3．2．4 四唑盐(MTT)比色试验

3．3 结果与讨论

3．3．1 荧光光谱

3．3．2 bFGF释放曲线

3．3．3 负载bFGF的MFMSNs-HP对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的细胞活性实验

3．4 本章小结

4 肝素化磁性介孔硅纳米粒子对阿霉素的负载与释放

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 负载与释放阿霉素实验

4．2．2 细胞的准备

4．2．3 细胞摄入实验

4．2．4 HepG2细胞毒性实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 阿霉素释放曲线

4．3．2 细胞摄入实验

4．3．3 阿霉素毒性实验

4．4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间已完成工作

致谢