摇铃状Au@Fe3O4@C纳米粒子的制备及其作为药物载体、MRI以及荧光成像对比剂的研究

摘要

同时含有磁性粒子(如Fe3O4)与光活性等离子体振子(如Au)的纳米组成既可作为药物载体装载化疗药物又可作为早期诊断的成像对比剂，对癌症治疗具有重要意义。许多药物尤其是抗癌药物都有毒副作用，而传统的封装药物因不具有靶向性而无法降低这种毒副作用对正常细胞的伤害。对于Fe3O4-Au复合材料的药物载体系统而言，由于具有磁性首先能够通过磁场诱导使载药粒子在病变组织部位聚集达到定向作用。此外，Fe3O4和Au纳米粒子都具有丰富的表面化学还可通过连接靶向分子与细胞表面特异性受体结合实现药物的靶向运输。降低对正常细胞的毒性还要求药物载体本身具有良好的生物相容性。因此具有靶向性、可控释放、多功能检测和治疗、生物相容性的无机纳米药物载体在癌症治疗领域表现出良好的应用前景。本论文围绕摇铃状Au@Fe3O4@C纳米粒子的制备及其在药物装载和双模型成像方面的应用。采用传统的模板法与溶剂热相结合的方法制备了具有多级结构的摇铃状Au@Fe3O4@C纳米粒子。选用DOX作为模型药物，研究纳米粒子的药物装载能力和释放性质;选用HeLa细胞研究粒子的生物相容性并对其体外T2*权重的MRI能力以及细胞内的光学成像能力进行研究。主要内容如下:
　　 1.以正硅酸四乙酯水解合成/缩合Au@SiO2纳米粒子作为模板。采用溶剂热法在模板表面包覆致密的Fe3O4@C的双层壳，最后以氨水在水热条件下去除SiO2成功制备了摇铃状Au@Fe3O4@C纳米粒子。SEM和TEM照片表明粒子形貌规整粒径均一(～140 nm)并具有多级结构。磁测量结果表明粒子具有近似超顺磁性质，氮气吸附-脱附分析可知粒子具有较大比表面积并存在两种孔径分布。
　　 2.粒子对阿霉素的装载实验证明粒子具有较高的装载量为1237mg/g。红外光照射下的药物释放与37℃下的释放结果表明粒子具有缓慢释放药物的性质且Au纳米粒子在红外光激发下能促进药物释放。选用HeLa细胞进行MTT实验研究粒子的毒性结果表明当粒子浓度高达400μg/ml时，细胞仍有80％的存活率。体外T2*权重的MRI实验表明随着粒子浓度的增加出现的幻影变得越来越暗，其r2*可高达384.38mM-1s-1。同时细胞内的基于Au纳米粒子的荧光成像测试结果表明粒子具有很好的单光子成像能力，双光子成像信号较弱，还有待进一步改善。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前沿

1．2 SPIONs的合成

1．3 用于药物载体的SPIONs

1．3．1 SPIONs用于药物载体的考虑因素

1．3．2 SPIONs的药物释放性质

1．4 空心磁性纳米粒子的合成及其在生物医药领域的应用

1．4．1 空心磁性纳米粒子的合成方法

1．4．2 空心磁性纳米粒子的生物医学应用

1．5 Au和氧化铁复合纳米材料

1．6 本论文的研究工作

参考文献

第二章 摇铃状Au@Fe3O4@C纳米粒子的制备和表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂及仪器

2．2．2 Au@SiO2纳米粒子的制备

2．2．3 摇铃状Au@Fe3O4@C纳米粒子的制备

2．2．4 表征设备

2．3 结果和讨论

2．4 本章小结

参考文献

第三章 摇铃状Au@Fe3O4@C纳米粒子作为药物载体、MRI以及荧光成像对比剂的研究

3．1 引言

3．1．1 诊断成像

3．1．2 过高热

3．1．3 药物载体

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂及仪器

3．2．2 药物装载实验

3．2．3 药物释放实验

3．2．4 体外磁共振成像(MRI)实验

3．2．5 体外细胞培养和细胞毒性实验

3．2．6 共聚焦荧光显微镜观察

3．2．7 表征设备

3．3 结果和讨论

3．3．1 药物装载能力

3．3．2 DOX在体外的可控释放

3．3．3 粒子体外磁共振(MRI)成像测试

3．3．4 装载了DOX的Au@Fe3O4@C粒子对HeLa细胞的细胞毒性实验

3．3．5 Au@Fe3O4@C纳米粒子的荧光成像效果

3．4 本章小结

参考文献

第四章 总结与展望

4．1 总结

4．2 展望

致谢

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