环糊精/碗烯包合物用于活性氧可控释放的研究

摘要

光动力治疗在对抗恶性肿瘤等疾病中越来越受到重视，作为光动力治疗的基本要素之一，兼具高效性和易制备优点的新型光敏剂的开发更是成为当前研究的热点。近年来，富勒烯被众多科研工作者发现具有显著的光敏特性，因而有望应用于光动力治疗。本课题以与富勒烯具有相似结构的碗烯为主要研究对象，设计制备了一种可溶于水的γ-环糊精/碗烯包合物，并研究碗烯作为一种光敏剂存在的可能性。制备的γ-环糊精/碗烯包合物采用核磁共振氢谱、紫外可见光谱、红外光谱和热重分析进行验证表征，并通过核磁氢谱积分法、等摩尔连续变化法和单晶法测定了γ-环糊精/碗烯包合物的包合比为2:1。我们选择包合比相同的γ-环糊精/苝包合物作为对照，利用活性氧（ROS）荧光探针检测了两种包合物水溶液经365 nm的紫外光激发后产生ROS结果的差异，证明碗烯能够诱导产生ROS，且通过改变光照时间和碗烯浓度可实现碗烯对可控产生ROS的调节。根据ROS种类的检测结果确定了碗烯可产生过氧化氢、羟基自由基和超氧阴离子三种ROS。 为验证碗烯是由于其具有偶极矩而能产生 ROS，本课题选用另外三种同样具有偶极矩的多环芳烃化合物，在相同的条件下开展它们与碗烯胶束溶液的ROS检测实验。结果显示产生ROS能力的强弱由分子偶极矩和365 nm处的吸光度共同决定，结合平面分子苝在365 nm处有紫外吸收却不能产生ROS的结果可知偶极矩可能是产生ROS的前提条件。 本课题采用 PC-3细胞对γ-环糊精/碗烯和γ-环糊精/苝包合物的光细胞毒性和共聚焦荧光成像情况进行了考察。光细胞毒性结果显示γ-环糊精/碗烯包合物经紫外光照后对PC-3细胞的细胞毒性随着光照时间的增加而增强，当光照时间为15 min和20 min时，碗烯的IC50分别为39.6±2.6μΜ和8.8±4.5μM；γ-环糊精/苝包合物则没有产生光细胞毒性。共聚焦荧光成像实验显示光照后γ-环糊精/碗烯包合物孵育的 PC-3细胞内的绿色荧光明显增强，而γ-环糊精/苝包合物孵育的PC-3细胞内荧光强度没有变化，说明碗烯能诱导产生ROS。体外血液相容性和体内组织病理学实验证明碗烯具有良好的生物相容性。 本课题制备的γ-环糊精/碗烯包合物既能显著提高碗烯的水溶性，又能在紫外光的激发下诱导产生 ROS，证明了碗烯是一种具有潜在的光动力治疗应用前景的新型光敏剂。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 碗烯的研究进展

1.2 环糊精包合物的研究概况

1.3 光动力治疗的基本原理及其应用

1.4 课题的设计思路与研究意义

第2章 γ-环糊精/碗烯包合物的制备

2.1 实验原料、试剂与仪器

2.2γ-环糊精/碗烯包合物的制备与表征

2.3γ-环糊精/苝包合物的制备与表征

第3章 γ-环糊精/碗烯包合物水溶液体系的活性氧研究

3.1 实验原料、试剂与仪器

3.2γ-环糊精/碗烯包合物生成单线态氧的检测

3.3γ-环糊精/碗烯包合物的可控生成活性氧实验

3.4γ-环糊精/碗烯包合物生成活性氧的类型确认

4.1 实验原料、试剂与仪器

4.2 具有偶极矩的多环芳香烃胶束的制备

4.3 具有偶极矩的多环芳香烃胶束的活性氧可控释放

第5章 γ-环糊精/碗烯包合物的光动力学治疗研究

5.1 实验原料、试剂与仪器

5.2γ-环糊精/碗烯包合物的光诱导细胞毒性实验

5.3γ-环糊精/碗烯包合物的细胞摄取实验

5.4γ-环糊精/碗烯包合物的生物相容性实验

第6章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

发表论文、专利及科研情况说明

致谢