上转换@介孔SiO2多功能纳米复合体系构建及肿瘤诊疗研究

摘要

肿瘤是一种常见疾病，严重威胁着人类的健康与生命安全。然而，传统医学在肿瘤的准确诊断与有效治疗方面仍存在一定的局限性。随着纳米技术的发展，功能化纳米材料的应用对于肿瘤诊断和治疗具有十分重要的意义。一方面，利用具有独特磁信号或光学信号的磁纳米颗粒、量子点、上转换纳米颗粒以及包裹荧光染料纳米颗粒，为肿瘤的早期诊断提供了可能;另一方面，磁纳米颗粒、金纳米颗粒、脂质体纳米颗粒、碳纳米颗粒、介孔二氧化硅纳米颗粒等的介入，促进热疗、化疗等在肿瘤治疗中的应用。在此基础上，通过构建多功能复合纳米材料，同时实现肿瘤的诊断和治疗，将进一步提高纳米材料在肿瘤治疗的应用前景和实际利用价值，是未来纳米技术在医学领域发展的趋势。基于此，本论文瞄准发展多功能纳米材料用于肿瘤的诊疗研究这一方向，分别将具有光热效应的金纳米棒(AuNR)、具有优良载药性能的介孔二氧化硅(mSiO2)和具有独特光学性质的上转换纳米颗粒(UCNP)有机的结合在一起，构建了AuNR封堵的UCNP@mSiO2核壳多功能纳米载体，并利用该多功能纳米载体实现药物的pH控制释放、肿瘤细胞的上转换成像、肿瘤细胞的治疗以及活体水平上的初步成像研究。本工作主要包括以下内容:
　　首先采用经典的高温溶剂法制备了掺杂镱(Yb3+)、铒(Er3+)的UCNP，并在其表面包裹上一层mSiO2，从而获得介孔二氧化硅包裹上转换的核壳纳米颗粒(UCNP@mSiO2)。其中，UCNP内核可实现高灵敏的上转换荧光成像，mSiO2则用于装载药物分子实现对肿瘤的化疗。为了进一步获得颗粒在控制释放和肿瘤多模式治疗的功能，采用银离子介导的种子合成法制备了AuNR用于介孔的封堵和肿瘤的热疗。在中性条件下，AuNR表面电荷约为+17.6mV，UCNP@mSiO2表面电荷约为-40mV，因此AuNR可通过静电作用力吸附在UCNP@mSiO2表面并封堵住介孔。而在酸性条件下，UCNP@mSiO2表面的电负性明显减弱（pH=4时约为-10mV），AuNR与UCNP@mSiO2之间的静电作用力下降，导致AuNR容易从UCNP@mSiO2表面脱离并打开介孔，从而获得pH响应控制释放的功能。另一方面，由于AuNR的表面等离子体共振(SPR)特性，能高效吸收近红外光并转化为热能，从而实现肿瘤的光热治疗。体外及细胞实验结果表明该复合纳米载体具有较好的pH控制释放性能，可被肿瘤细胞吞噬，并在细胞内实现上转换荧光成像、药物释放以及肿瘤细胞的化疗和热疗。活体的初步成像研究结果表明，该载体在活体荧光成像中具有低背景、高信噪比的显著优势，为其进一步在活体水平上的诊疗提供了有力支持。

目录

声明

摘要

本文所用英文缩写词表

第1章 绪论

1．1 肿瘤概述

1．1．1 肿瘤及其危害

1．1．2 肿瘤的形成及发展

1．2 传统医学的肿瘤诊断与治疗

1．2．1 传统医学的肿瘤诊断

1．2．2 传统医学的肿瘤治疗

1．3 基于功能化纳米材料的肿瘤诊断与治疗

1．3．1 纳米科技与纳米材料简介

1．3．2 基于功能化纳米材料的肿瘤诊断

1．3．3 基于功能化纳米材料的肿瘤治疗

1．3．4 基于多功能复合纳米材料的肿瘤诊疗一体化

1．4 本论文拟开展工作

第2章 AuNR封堵的UCNP@mSiO2核壳多功能纳米载体的构建及其肿瘤诊疗应用研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 UCNP@mSiO2的制备

2．2．3 UCNP和UCNP@mSiO2的表征

2．2．4 AuNR的制备

2．2．5 AuNR的表征

2．2．6 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的构建及表征

2．2．7 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的体外释放性能考察

2．2．8 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的细胞成像及药物释放行为考察

2．2．9 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的细胞杀伤效果考察

2．2．10 UCNP@mSiO2-AuNR用于活体荧光成像的初步研究

2．3 结果与讨论

2．3．1 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的设计原理

2．3．2 UCNP和UCNP@mSiO2的表征

2．3．3 AuNR的表征

2．3．4 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的表征

2．3．5 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的体外释放性能考察

2．3．6 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的细胞成像及药物释放行为考察

2．3．7 DOX@UCNP@mSiO2-AuNR载体的细胞杀伤效果考察

2．3．8 UCNP@mSiO2-AuNR用于活体荧光成像的初步研究

2．4 小结

结论

参考文献

致谢

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