硫化亚铜纳米晶体的功能改性及生物医学应用研究

摘要

近年来,作为一种微创性治疗方法,近红外激光介导的光热治疗能够更好地提高癌症的治疗效率被广泛研究。而传统的光热制剂由于成本高昂、制备过程繁琐及光稳定性不足等缺点,限制了光热治疗进一步的应用。最近报导的铜硫(Cu2-xS)纳米晶,在近红外区光热转换效率高、制备简单、成本低廉,光热稳定性好,成为一种新型有前途的光热试剂。本论文基于硫化亚铜纳米晶设计了多功能的纳米复合物应用于光热可控的药物输送胶囊与多模态成像诊疗一体化探针。主要取得如下进展:
　　1.为提高肿瘤治疗效率和降低副作用,论文第二章基于可远程操控和非侵害式药物释放的设计思路,通过在单颗粒Cu7S4纳米晶体表面嫁接一层温敏高分子聚(N-异丙基丙烯酰胺),合成了一种智能纳米胶囊(Cu7S4@pNIPAAm)。该纳米胶囊具有合适的水合尺寸(～70nm)和高的光热转换效率(25.4％),同时具有合适的临界药物释放温度。在生理条件下(T=37℃,pH=7.4),所负载的药物极少泄露。而一但暴露在808nm近红外光下,纳米胶囊中的温敏层迅速收缩,导致所负载的阿霉素快速释放,从而达到一种可控的药物释放目的。此外,体外试验结果表明药物与光热协同疗法可极大的促进对癌细胞的杀伤效率。
　　2.为直接、实时监测纳米药剂对癌症的治疗效率,论文第三章将光热试剂Cu2S纳米颗粒与CT造影剂Bi2S3纳米棒通过疏水-疏水作用,包覆在双亲性高分子聚氨基酸衍生物纳米胶囊中,形成了一种可应用于癌症诊断治疗一体化的纳米复合探针(Cu2S-Bi2S3@PSIOAm)。该复合物拥有较高的光热转化效率(31％)与较好的CT成像效果(27.8HUg/L)。同时Cu2S-Bi2S3@PSIOAm纳米复合物具有合适的水化尺寸及较好的药物负载能力。此外当Cu2S-Bi2S3@PSIOAm的表面修饰靶向肽RGD时,能够极大地促进肿瘤细胞对其吞噬效率。因此,该体系在增强癌症的治疗与成像效率方面具有较大的应用潜力。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 研究背景及选题意义

1．2 无机纳米材料在光热治疗领域的应用

1．2．1 金纳米材料

1．2．2 碳纳米材料

1．2．3 上述材料存在的问题与不足

1．2．3 铜硫(Cu2-xS)纳米半导体

1．2．4 Cu2-xS纳米晶体应用于诊疗一体化

1．3 可远程激发的药物输送系统

1．3．1 磁响应

1．3．2 超声响应

1．3．3 光热响应

1．4 本论文的主要研究内容

第二章：Cu7S4纳米复合物应用于近红外光热激发的药物输送系统

2．1 引言

1．2 实验部分

2．2．1 主要仪器

2．2．2 主要试剂

2．2．3 Cu7S4纳米晶体的制备

2．2．4 高分子PSIOAm-Br的制备

2．2．5 Cu7S4@PSIOAm-Br的制备

2．2．6 纳米载体Cu7S4@p(NIPAAm)的制备

2．2．7 药物负载

2．2．8 阿霉素的释放

2．2．9 光热转换能力测试

2．2．10 细胞毒性测试

2．2．11 细胞成像

2．3 结果与讨论

2．3．1 实验方案设计

2．3．2 Cu7S4纳米晶体的XRD表征

2．3．3 高分子PSIOAm-Br合成与核磁表征

2．3．4 Cu7S4纳米晶体与Cu7S4@PSIOAm-Br纳米复合物的表征

2．3．5 Cu7S4@p(NIPAAm)纳米载体的表征

2．3．6 光热性能测试

2．3．7 药物负载

2．3．8 药物释放研究

2．3．9 细胞毒性测试

2．3．10 细胞荧光成像

2．3 本章小结

第三章：Cu2S／Bi2S3多功能纳米复合物的合成及在肿瘤热疗与CT成像中的应用

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要仪器

3．2．2 所用试剂

3．2．3 Cu2S纳米半导体的制备

3．2．4 Bi2S3纳米晶体的制备

3．2．5 高分子PSIOAm的制备

3．2．6 修饰有阿霉素的高分子PSIOAm-Dox的制备

3．2．7 Cu2S-Bi2S3@PSIOAm纳米复合物(NCs)的制备

3．2．8 Cu2S-Bi2S3@PSIOAm-DOX纳米复合物(NCs-DOX)的制备

3．2．9 光热转换能力测试

3．2．10 RGD的修饰

3．2．11 细胞成像

3．2．12 细胞毒性测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 Cu2S与Bi2S3纳米晶体的TEM与XRD表征

3．3．2 包含不同比例Cu2S与Bi2S3的纳米复合物的光热转换能力表现

3．3．3 Cu2S-Bi2S3@PSIOAm的合成与表征

3．3．4 Cu2S-Bi2S3@PSIOAm纳米复合物的光热表现

3．3．5 纳米复合物修饰靶向试剂RGD

3．3．6 细胞毒性测试

3．3．7 体外CT测试

3．4 本章小结

第四章：结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介