d-f金属配合物纳米粒子以及普鲁士蓝修饰的Fe3O4纳米粒子在诊疗一体化中的研究

摘要

铱配合物由于具有量子效率高、发射寿命长、发射波长易调节等优良的光物理和光化学性质在磷光电致发光、生物成像、化学传感器等领域得到了广泛的应用。但由于铱配合物的水溶性和生物相容性较差，限制了其在生物方面的应用。本文通过热注射法合成了一种空心铱配合物纳米粒子，探讨了其在磷光成像、核磁共振成像、超声成像以及光动力学治疗等方面的应用。另外菲立磁(Fe3O4)造影剂是已被应用于医学上的负（T2）造影剂，普鲁士蓝具有良好的光热效果，为了得到诊疗一体化的纳米材料，本文设计合成了普鲁士蓝修饰的Fe3O4纳米材料。具体工作包括以下两个部分:
　　1、d-f金属配合物空心纳米粒子在诊疗一体化中的研究
　　我们设计合成了一种空心d-f金属配合物空心纳米粒子(Ir-Dy HCPs)。通过热注射法，在温度为110℃的条件下反应7h，经过透析得到Ir-Dy HCPs。电镜稳定性实验结果表明，Ir-Dy HCPs形貌均一，分散性好，水溶性好，稳定性优良，生物相容性良好;细胞实验和共聚焦实验表明，Ir-Dy HCPs细胞毒性低，可以较好的被细胞吞噬，主要进入细胞质中;溶液和体内的超声成像和核磁共振成像实验表明，Ir-Dy HCPs是一种非常有潜力的多功能对比剂;光动力学治疗实验表明，Ir-Dy HCPs产生单线态氧的效率高，光动力学治疗效果很好。Ir-Dy HCPs在是一种集光学成像、核磁共振成像、超声成像以及光动力学治疗于一体的新型诊疗一体化试剂。利用该方法，也得到了形貌均一的Ir-Ho空心配合物纳米粒子(Ir-Ho HCPs)、Ir-Nd空心配合物纳米粒子(Ir-Nd HCPs)和Ir-Yb空心配合物纳米粒子(Ir-Yb HCPs)等其它d-f金属配合物空心纳米粒子。
　　2、普鲁士蓝修饰的Fe3O4纳米粒子的合成及在磁共振成像与光热治疗中的研究
　　本研究利用Fe3O4纳米粒子表面的Fe3+离子与K4[Fe(CN)6]的配位作用，在柠檬酸存在的条件下，通过Fe3O4纳米粒子与K4[Fe(CN)6]混合得到尺寸较小的普鲁士蓝修饰的Fe3O4复合纳米粒子(Fe3 O4@PB)。溶液和细胞层次的核磁共振成像证明材料在低浓度下仍具有T2加权成像的功能。溶液实验中Fe3O4@PB纳米材料具有良好的光热效应，细胞实验中，25μg/mL的纳米材料杀死癌细胞80％左右，即低功率、低材料浓度条件下，Fe3O4@PB纳米材料具有很好的升温效果，是一种优良的光热试剂。Fe3O4@PB将超顺磁性Fe3O4的T2加权成像功能与普鲁士蓝的光热功能集成在一起，实现了磁共振成像和光热治疗的目的。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 配合物纳米材料的研究进展

1．1．1 配合物纳米材料的合成、功能化与表面修饰

1．1．2 配合物纳米材料的应用

1．2 核磁共振成像(MRI)

1．2．1 核磁共振成像的基本原理

1．2．2 核磁共振造影剂的分类

1．3 超声成像

1．3．1 超声成像基本原理

1．3．2 超声造影剂的基本要求和发展

1．3．3 超声造影剂的应用

1．4 本论文工作的研究思路

参考文献

第2章 d-f金属配合物纳米粒子在诊疗一体化中的研究

2．1 引言

第1节 Ir-Dy配合物纳米粒子在诊疗一体化的研究

2．2 实验部分

2．3 结果与讨论

第2节 Ir-Ho配合物纳米粒子在核磁共振成像和超声成像中的应用研究

2．4 实验部分

2．5 结果与讨论

参考文献

第3章 普鲁士蓝修饰的Fe3O4纳米粒子的合成及在磁共振成像与光热治疗中的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和仪器

3．2．2 材料合成

3．2．4 溶液核磁共振成像实验

3．2．5 溶液光热实验

3．2．6 细胞培养

3．2．7 Fe3O4@PB纳米粒子的细胞毒性实验

2．2．8 细胞磁共振成像实验

2．2．9 细胞光热实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 Fe3O4和Fe3O4@PB纳米粒子的合成与表征

3．3．2 Fe3O4@PB纳米粒子的磁学性质

3．3．3 Fe3O4@PB纳米粒子的光热性质

3．3．4 Fe3O4@PB纳米粒子的毒性测试

3．3．5 Fe3O4@PB纳米粒子在细胞中的核磁成像

3．3．6 Fe3O4@PB纳米粒子的细胞光热测试

3．3 本章研究总结

参考文献

第4章 结论与展望

4．1 d-f金属配合物纳米粒子在诊疗一体化中的研究

4．2 普鲁士蓝修饰的Fe3O4纳米粒子的合成及在磁共振成像与光热治疗中的研究

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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