功能纳米复合物在肿瘤细胞识别及其药物控释中的应用研究

摘要

肿瘤的准确检测及有效治疗一直以来是生物医学领域中的研究热点。为了提高肿瘤的治疗效果，需要对病变的部位进行准确定位，提高抗癌药物在肿瘤部位的药物控释蓄积浓度，从而使得抗癌药物能够有效地抑制肿瘤细胞的增殖。纳米材料由于其具有不同于传统材料的优良特性，使得其在生物医药领域中得到越来越多的关注和青睐。例如量子点作为生物荧光标记物逐步地应用到DNA及蛋白质的检测、细胞的一元及多元标记成像、活细胞生命动态过程的示踪及活体动物体内的肿瘤细胞靶向示踪等许多生物医学领域。
　　 水溶性的碲化镉量子点作为一种良好生物相容性的半导体纳米材料，可以作为功能荧光探针应用于生物医学领域的检测中。本论文工作中，我们将表面配体为3-巯基丙酸的量子点能够以静电结合或共价结合的方式和药物分子（柔红霉素）偶联形成以QD为载体的纳米药物复合物，并进一步将其应用于白血病等恶性肿瘤的诊治中。本工作研究结果表明，碲化镉能够与药物分子通过表面吸附、静电作用等相互作用形成纳米复合物，从而显著增强药物分子进入目标肿瘤细胞能力和提高靶向诊治的效果。同时，由于该纳米复合物能够克服耐药细胞的多药耐药性，能够有效地进入到肿瘤细胞内，避免了被耐药蛋白给排出去，增加了抗癌药物在肿瘤细胞内的蓄积浓度。因此该功能性纳米材料不仅可以作为功能性荧光探针对病变细胞进行快速、准确的标记和检测，而且也可以作为一种良好的纳米药物载体通过与药物自组装结合来显著增加药物分子在肿瘤细胞内的聚集，大幅度提高对肿瘤细胞的杀伤效果。
　　 最近，本工作相关研究论文在国际知名SCI收录期刊Biomaterials（IF：6.646）上发表后，相继得到MRI Spectroscopy等研究网站的关注和引用，并对于我们的工作进行追踪报道，给予了高度肯定的评价。在我们研究工作中，相关水溶性量子点具有良好的生物相容性，并具备肿瘤细胞实时动态细胞标记成像与逆转肿瘤多药耐药双重功能，而且对于细胞的生物活性没有不良影响，这种多功能纳米材料在生物医学中有着广泛的应用，为以后应用于临床肿瘤的检测与治疗提供了新思路、新方法，给予处于痛苦的癌症患者新的希望。
　　 与此同时，由于银纳米粒子等材料具有优良的光电特性和良好的生物相容性，本工作中，我们进一步研究和探讨了表面被四庚基溴化铵修饰的银纳米粒子在恶性肿瘤药物控释中的应用。研究结果表明，该功能化纳米粒子能够通过表面静电吸附等相互作用与抗癌药物形成纳米复合物，从而有效地促进柔红霉素等抗癌药物在肿瘤细胞内的蓄积，增强对肿瘤细胞的杀伤能力，因而在恶性肿瘤的检测和治疗等领域中，具有潜在的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 纳米材料在肿瘤早期诊断中的应用

1.2.1 纳米材料在生物大分子水平检测中的应用

1.2.2 纳米材料在细胞水平的检测应用

1.2.3 纳米材料在组织水平的检测应用

1.3 纳米材料在肿瘤治疗中的应用

1.3.1 纳米材料在逆转肿瘤多药耐药的应用

1.3.2 纳米材料在肿瘤靶向药物控释治疗中的应用

1.3.3 纳米材料在肿瘤光动力治疗中的应用

1.4 本论文的工作

参考文献

第二章 水溶性CdTe量子点在肿瘤细胞识别及增强细胞胞内药物浓度的应用研究

摘要

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 主要仪器

2.2.2 主要试剂的配制

2.2.3 细胞培养

2.2.4 MPA-CdTe QDs的制备

2.2.5 MPA-CdTe QDs对白血病细胞的细胞毒性检验

2.2.6 MPA-CdTe QDs在白血病诊断中的细胞标记成像的研究

2.2.7 MPA-CdTe量子点在癌症诊治中的研究

2.2.8 统计学分析

2.3 结果与讨论

2.3.1 CdTe QDs粒子的表征及其细胞毒性研究

2.3.2 MPA-CdTe QDs标记K562细胞的TIRFM荧光成像研究

2.3.3 MPA-CdTe量子点在癌症治疗中的应用

2.4 小结

参考文献

第三章 水溶性CdTe量子点在细胞成像与逆转肿瘤多药耐药的应用研究

摘要

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 主要仪器和试剂

3.2.2 水溶性MPA-CdTe QDs的制备和表征

3.2.3 细胞培养

3.2.4 MPA-CdTe QDs对白血病细胞生长影响的研究

3.2.5 白血病活细胞体系的实时动态荧光观察和成像

3.2.6 水溶性MPA-CdTe量子点在癌症治疗中的应用研究

3.2.7 对白血病耐药细胞K562/A02耐药性与逆转多药耐药的评估

3.2.8 统计学分析

3.3 结果与讨论

3.3.1 CdTe QDs表征及其细胞毒性研究

3.3.2 白血病活细胞体系的实时动态荧光观察和成像分析

3.3.3 MPA-CdTe量子点在增加药物吸收和逆转多药耐药性的应用研究

3.3.4 量子点协同作用的机制

3.4 结论

3.5 取得的创新性成果

参考文献

第四章 功能化Ag纳米粒子在白血病细胞药物控释中的研究

摘要

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 主要仪器与试剂

4.2.2 细胞培养

4.2.3 Ag NPs的制备和表征

4.2.4 Ag NPs的体外细胞毒性实验

4.2.5 细胞胞内DNR的浓度变化

4.2.6 细胞胞外DNR的浓度变化

4.2.7 统计学分析

4.3 结果与讨论

4.3.1 Ag NPs的TEM表征

4.3.2 Ag NPs对K562细胞毒性的MTT结果

4.3.3 Ag NPs携载药物DNR在白血病K562细胞胞内浓度分析

4.3.4 胞外DNR浓度分析

4.4 结果与讨论

参考文献

第五章 总结与展望

硕士阶段的成果

致 谢