Fe@Fe3O4纳米粒子在凋亡靶向磁共振成像和光热治疗中的研究

摘要

细胞凋亡在维持组织稳态过程中发挥着非常重要的作用，因此细胞凋亡检测对于疾病早期的治疗效率判断和疾病进展评价具有重要意义。在细胞凋亡的早期阶段，磷脂酰丝氨酸发生外翻。Annexin V膜联蛋白和带负电荷的磷脂酰丝氨酸具有非常高的亲和力，被广泛用于细胞早期凋亡的检测。鉴于Annexin V膜联蛋白价格昂贵且受技术原因的制约，小分子DPA-Zn探针可以来模拟替代Annexin V膜联蛋白，因而被设计监测细胞或者活体体内磷酯酰丝氨酸的活动。
　　磁共振成像（MRI）具有较高的空间分辨率且穿透能力强，因此被广泛应用于体内软组织成像。MRI造影剂的使用便于区分在肿瘤治疗过程中的肿瘤组织和正常组织，为研究肿瘤治疗情况提供非常有用的依据。
　　本文围绕Fe@Fe3O4纳米粒子(MNPs)设计合成了一种新型的凋亡靶向磁共振成像纳米探针。通过环张力促进的无催化Click反应（SPAAC），DPA-Zn(二甲基吡啶胺)被修饰到无机磁性纳米粒子表面；通过修饰带有DPA-Zn的脂质体DSPE-PEG2000，在生理条件下磁性纳米粒子更加稳定。我们利用更为廉价的DPA-Zn，通过简单的合成方法制备的纳米探针MNPs-DPA-Zn，可用于无创细胞凋亡成像。在核磁共振成像引导下，在凋亡肿瘤模型上，利用纳米探针MNPs-DPA-Zn还可以实现高效的凋亡靶向活体光热治疗。

目录

第一章 绪论

1.1 细胞凋亡

1.1.1 基本概念

1.1.2 细胞凋亡的意义

1.1.3 细胞凋亡的分子机制

1.2 肿瘤细胞凋亡靶点

1.2.1 半胱天冬酶作为靶点

1.2.2 磷脂酰丝氨酸作为靶点

1.3 活体成像纳米材料

1.3.1 磁性纳米材料

1.3.2 光学成像纳米材料

1.3.3 声学成像纳米材料

1.3.4 核成像纳米材料

1.3.5 多模态成像纳米材料

1.4 近红外光热治疗

1.4.1 近红外光热治疗概述

1.4.2 近红外光热转换剂

1.5 本论文的选题意义及主要研究内容

参考文献

第二章 Fe@Fe3O4纳米粒子在凋亡靶向磁共振成像和光热治疗中的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验试剂与仪器

2.2.2 小分子N3-DPA-Zn和DPA-Zn的制备

2.2.3 溶液中SPAAC反应确认

2.2.5 纳米材料制备

2.2.6 细胞培养

2.2.7 细胞毒性实验

2.2.8 细胞凋亡模型的建立

2.2.9 流式细胞实验

2.2.10 荧光共聚焦成像实验

2.2.11 细胞磁共振成像实验

2.2.12 凋亡肿瘤模型的建立与确认

2.2.13 活体肿瘤ICP-MS实验

2.2.14 活体MR成像

2.2.15 活体光热治疗

2.3 结果与讨论

2.3.1 溶液中SPAAC反应确认

2.3.2 MNPs、MNPs-PEG、MNPs-DPA-Zn及MNPs-FITC/DPA-Zn的合成与表征

2.3.3 纳米粒子溶液稳定性分析

2.3.4 细胞毒性实验

2.3.5 MNPs-DPA-Zn纳米粒子细胞层次凋亡靶向研究

2.3.6 MNPs-DPA-Zn纳米粒子活体层次凋亡靶向研究

2.3.7 活体光热治疗及肿瘤组织切片分析

2.4 本章小结

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢

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