填充Fe3O4磁性碳纳米管的功能化及在生物医学中的应用

摘要

当今世界上癌症发病率较高，该治疗领域的研究刻不容缓，通常所使用的普通药物特异性识别能力差，其对正常人体组织的毒副作用不容忽视。因此人们对于增强药物对肿瘤组织的靶向性，提高药物治疗效率的技术提出了迫切的要求。在治疗的同时，若可以实现对肿瘤组织的细胞成像，则使治疗效果更利于实时、准确观测。本论文以上述背景为依托，合成了外部修饰量子点与转铁蛋白的磁性碳纳米管多功能纳米载药系统，通过负载抗癌药物阿霉素，实现了对Hela宫颈癌细胞的靶向治疗和成像示踪。
　　首先，通过真空控制碳纳米管(CNT)内外表面压力差的方式实现了Fe3+离子在碳纳米管内部的填充，经煅烧得到磁性碳纳米管。采用内部填充磁性纳米粒子的方式不但利于控制磁性纳米颗粒的尺寸大小并避免外部包覆时易脱落问题的发生，而且提供了更大的管外负载面积，以实现进一步的功能化修饰和负载药物。以聚合物为媒介，通过静电引力作用将带正电荷的二氧化硅包覆的量子点(HQD)连接于带负电荷的磁性碳纳米管外部，进而通过1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐/N-基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)偶联反应实现了管外量子点与转铁蛋白(Trf)的连接。实验中对复合材料采用动态光散射(DLS)、Zeta电位分析、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度分析(UV-Vis)、荧光光度分析(FL)和振动样品磁强分析(VSM)等手段进行了表征。所制备的多功能复合材料水溶性和生物相容性良好，具有磁靶向和生物分子靶向双重靶向功能，同时可以实现细胞的示踪成像。
　　将合成的多功能磁性碳纳米管应用于纳米载药系统的研究中，复合材料通过π-π堆积的方式负载抗癌药物阿霉素(DOX)。通过MTT法测定细胞存活率，结果表明该载药系统对Hela肿瘤癌细胞具有良好的治愈效果。经测定，在pH值为8.5的PBS缓冲溶液中，该载药系统对阿霉素的负载率约为110％。通过模拟肿瘤癌细胞的内环境，证明该载药系统可实现药物选择性的控释与缓释。在外界磁场的作用下，药物载体系统可以实现局部富集和释放，提高了治疗效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 纳米载药系统

1．1．1 纳米载药系统研究的意义

1．1．2 纳米载药系统的种类

1．1．3 药物载体系统的靶向作用

1．1．4 阿霉素

1．2 磁性碳纳米管

1．2．1 碳纳米管简介

1．2．2 磁性碳纳米管

1．2．3 磁性碳纳米管在生物医学领域的应用

1．3 量子点

1．3．1 量子点的合成

1．3．1 量子点的功能化修饰

1．3．2 量子点在生物医学领域的应用

1．4 本论文选题意义及研究内容

第二章 多功能磁性碳纳米管的制备及表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 溶液的配制

2．2．3 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf复合材料的制备

2．2．4 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf复合材料应用于细胞标记

2．3 结果与讨论

2．3．1 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf复合材料的合成过程

2．3．2 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf复合材料的表征

2．3．3 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf复合材料应用于细胞成像

2．3．4 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf复合材料的生物相容性研究

2．3．5 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf复合材料在细胞内分布的照片

2．4 小结

第三章 负载阿霉素的纳米载药系统在癌症治疗方面的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf-DOX纳米载药系统的合成与应用

3．3 结果与讨论

3．3．1 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf-DOX纳米载药系统的表征

3．3．2 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf-DOX纳米载药系统的固载量

3．3．3 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf-DOX纳米载药系统的缓释效果

3．3．4 Fe3O4@CNT-HQDs-Trf-DOX纳米载药系统应用于细胞成像

3．3．5 MTT法测定Fe3O4@CNT-HQDs-Trf-DOX纳米载药系统的治疗效果

3．4 本章小结

第4章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文

从事科学研究和学习经历的简历