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《长春工业大学》 2018年
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聚合物修饰双稀土掺杂碳点MRI/CT/FI多模态成像探针的设计及应用研究

赵彦芝  
【摘要】:碳点作为一类新型的荧光碳纳米材料,因其优异的性能被广泛应用于生物成像。目前,有关碳点的生物成像多为单模态或双模态成像,而构建更加有效的多模态成像探针﹑实现精准实时诊断及深入了解探针在生物体内分布代谢已成为碳点研究过程中所面临的挑战。基于此,本文选择荧光碳点为基质﹑Gd~(3+)为T_1-MRI造影剂,Yb~(3+)为CT造影剂,通过简单的一步水热法构建了一种新型MRI/CT/FI三模态成像纳米探针,着重研究了其荧光性能﹑生物相容性及其在MRI/CT/FI多模式成像中的应用。研究内容主要包括以下两部分:1.本文以Na_2EDTA为碳源、L-精氨酸为表面钝化剂,采用简单的水热合成法制备了Gd~(3+)、Yb~(3+)双稀土掺杂的荧光碳点(Gd/Yb@CDs)。利用透射电子显微镜(TEM)、激光粒度分析仪(Nano ZS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)和荧光光谱等对荧光碳点的形貌、结构组成进行了表征。结果表明,所制备的Gd/Yb@CDs粒径为5.26±0.93 nm,具有良好的单分散性。该碳点表现出激发依赖的荧光发射行为,当激发波长为340 nm时,CDs在418 nm处具有最强的荧光发射,荧光量子产率为16.84%。MTT﹑组织切片和小鼠体重分析表明该荧光CDs具有良好的生物相容性。体外成像性能研究表明,Gd/Yb@CDs具有优异的纵向弛豫效率(r_1=6.65mM~(-1) s~(-1))和显著的X-射线吸收性能(45.42 HU L g~(-1))。HeLa细胞成像实验表明Gd/Yb@CDs能够通过细胞膜实现细胞荧光成像,体内MRI/CT成像表明该成像探针可用于肿瘤检测,是一种潜在的MRI/CT/FI多模态成像探针。2.PEG作为一种亲水性聚合物,具有无毒、生物相容性好和免疫原性低等优点,通常被广泛用于生物材料表面的改性。我们通过水热法制备了超小的、粒径均一的聚乙二醇修饰的双稀土掺杂碳点(Gd/Yb@CDs-PEG),其粒径为2.9±0.6 nm。荧光光谱测试结果表明该碳点具有激发依赖的发射特性,当激发波长为320~390 nm时,发射波长为405~465 nm。同时,显示出pH依赖的荧光性质,表明该聚合物碳点具有酸性和碱性位点。该碳点与HeLa细胞共同孵育24 h(2 mg m L~(-1)),细胞存活率仍高达90.0%以上,表明其较低的细胞毒性。细胞成像结果显示细胞不仅保持完好的形态,而且呈现出蓝色荧光,表明该聚合物修饰的碳点有希望应用于生物成像。
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O657.3

【参考文献】
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【共引文献】
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