靶向核-壳型磁性荧光纳米粒子与内皮细胞相互作用及其应用

摘要

纳米粒子（nanoparticles，NPs）目前在医学上具有十分广阔的应用前景。其中磁性纳米粒子由于具有磁靶向性、超顺磁性等许多优点，在临床上可以进行热疗以及作为MRI造影剂，因此受到了科学界的普遍关注，但其也存在容易聚集，生物相容性低等缺点，而目前无机硅纳米粒子具有结构稳定、对生物体无毒副作用等优点，因此可以考虑对磁性纳米粒子进行硅壳的修饰，以克服上述缺点。
　　目前在临床上动脉粥样硬化是一种高发性的疾病，在动脉粥样硬化的病变部位，血管内皮细胞会特异性的高表达血管内皮细胞粘附因子VCAM-1（CD106），因此在对于动脉粥样硬化的诊断和治疗上，可以考虑使药物或特异性的载体有针对性的作用于VCAM-1分子，从而特异性的作用于动脉粥样硬化病变部位。
　　在本研究中，使用有机硅源TEOS，通过改良过的溶胶凝胶法，对磁性四氧化三铁纳米粒子进行硅壳TEOS的包裹，形成核壳结构的Fe3O4@SiO2磁性硅纳米粒子，大小从50nm到1000nm不等。同时在磁性硅纳米粒子的内部掺杂荧光染料FTIC，使纳米粒子在具有磁靶向性及可作为MRI造影剂的同时，具有可以进行荧光成像的特性。通过偶联剂3－氨丙基－三甲氧基硅烷（APTMS）作用，对纳米粒子进行表面功能化的修饰，使纳米粒子表面带有氨基，为了使纳米粒子能够靶向的作用于动脉粥样硬化病变部位，在通过纳米粒子表面氨基和VCAM-1抗体的羧基端相互作用，将VCAM-1抗体连接到纳米粒子表面，形成对VCAM-1高表达的动脉粥样硬化病变部位具有靶向作用的核壳结构的磁性荧光双功能的硅纳米粒子。这种硅纳米粒子具有结构规则、性质稳定，具有对动脉粥样硬化病变部位能够进行磁靶向性作用、MRI成像、荧光成像等优点，在动脉粥样硬化疾病的早期诊断和治疗上都具有一定的应用价值。

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第一章 绪 论

1.1 磁性硅纳米粒子

1.1.1 纳米粒子的研究概况

1.1.2 磁性纳米材料的应用

1.1.2 磁性纳米材料的修饰

1.1.3 硅纳米粒子

1.2 动脉粥样硬化的发病机理及研究进展

1.2.1 动脉粥样硬化的概述

1.2.2 动脉粥样硬化的发病机理

1.3 本课题的研究内容和主要思路

第二章 纳米粒子的合成与表征

2.1 实验材料

2.1.1 主要试剂

2.1.2 主要溶液的配制

2.1.3 主要仪器和设备

2.2 实验方法

2.2.1 反应器皿的清洗

2.2.2 纳米粒子的合成

2.2.3 纳米粒子的性质表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 纳米粒子的合成

2.3.2 荧光倒置显微镜鉴定纳米粒子的荧光情况

2.3.3纳米粒径与电位分析仪对纳米粒子的电位进行分析

2.3.4 荧光分光光度计对纳米粒子的抗体修饰情况进行分析

2.3.5 超导量子干涉仪对纳米粒子超顺磁性的分析

2.4 小结

第三章 纳米粒子与细胞相互作用效果的研究

3.1 实验材料

3.1.1 细胞

3.1.2 主要试剂

3.1.3主要溶液的配制

3.1.4 主要仪器和设备

3.2 实验方法

3.2.1 HUVEC-CS细胞和EA.hy926细胞的复苏、传代与冻存

3.2.2荧光倒置显微镜下纳米粒子对细胞粘附规律的观察

3.2.3 不同的剪切力作用下纳米粒子对细胞粘附规律的观察

3.2.4 纳米粒子作用于细胞情况的激光扫描共聚焦检测

3.2.5纳米粒子作用于细胞的流式细胞仪检测

3.2.6 300nm纳米粒子作用于细胞的MRI成像检测

3.2.7 50nm的纳米粒子作用于不同细胞的MRI成像检测

3.3 结果与讨论

3.3.1 荧光倒置显微镜对纳米粒子的细胞粘附规律的观察

3.3.2剪切力作用下纳米粒子对细胞的粘附情况

3.3.3 激光共聚焦显微镜观察纳米粒子作用于细胞的情况

3.3.4 流式定量检测纳米粒子作用细胞的能力

3.3.5 MRI检测纳米粒子作为核磁共振造影剂的作用效果

3.4 小结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果