收藏本站
《复旦大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

亚细胞水平靶向的纳米材料的设计、制备与应用

范艳斌  
【摘要】:纳米材料与细胞的相互作用是纳米医学的重要问题,研究纳米材料在亚细胞水平上的分布对于理解纳米材料与细胞的相互作用以及纳米材料的临床应用具有重要的推动作用。纳米材料的物理结构参数(如尺寸、形状和柔性等)与表面性质(如荷电性和亲疏水性等)等是影响纳米材料在亚细胞水平上分布的主要因素。具体来讲,通过调节纳米材料的结构或表面性质等参数,可以有效调控纳米材料与细胞膜的相互作用、纳米材料的细胞内吞途径、纳米材料的细胞内的转运以及纳米材料与细胞器(或亚细胞水平上生物分子)的相互作用。本论文首先总结了纳米材料与细胞相互作用的影响因素(偏细胞膜),然后列举了亚细胞水平靶向的纳米材料的制备策略和最新研究进展,最后分别阐述了具有细胞核和溶酶体靶向功能纳米材料的设计策略与制备方法,并对两类纳米材料的生物活性和应用进行了研究。主要包括以下两个部分:1.低pH下解离的寡聚赖氨酸/铱(Ⅲ)复合物纳米粒子的细胞核靶向设计并合成了一种寡聚赖氨酸/铱(Ⅲ)的有机-无机复合物,发现该复合物在中性水中可形成一种动力学控制的大尺寸的纳米组装体(LINP,约128 nm)。在酸性pH下(pH 4.0-6.0),LINP解离成为小尺寸的纳米粒子(约28 nm)。当LINP与HeLa细胞共培养时,LINP能够迅速被HeLa细胞摄取,并在细胞内的酸性环境中(如内涵体和溶酶体等)解离成为小尺寸的纳米粒子。小纳米粒子可有效逃脱细胞内吞途径而进入细胞质中。在表面寡聚赖氨酸的介导下,细胞质中的小纳米粒子经由细胞核孔复合物进入并特异性地在细胞核内聚积。进一步的研究发现,细胞核内的DNA可通过静电引力与小粒子相互作用,促使小粒子在细胞核内释放具有高细胞毒性的铱的复合物。毒理研究表明,LINP可有效引起癌细胞的凋亡,凋亡过程依赖于Caspase-3途径。2.荧光素-寡聚4-乙烯基苯基磷酸/金纳米探针的溶酶体特异性标记以及在细胞外酸化诱导的溶酶体细胞内迁移方面的应用研究设计并合成了具有酯酶响应性和细胞膜表面清道夫受体可识别的阴离子型荧光素-寡聚4乙烯基苯基磷酸分子,将该分子修饰在16-nm金球的表面,制备得到纳米探针(Au@OVP-Fluo)。由于中心金纳米粒子对壳层荧光素的淬灭,Au(?)OVP-Fluo不发射荧光;然而,当环境中存在酯酶时,酯酶将水解释放壳层的荧光素,从而消除了中心金纳米粒子对荧光素的荧光淬灭,导致纳米探针的荧光呈现显著的增强。当与DU145细胞共培养时,Au@OVP-Fluo被细胞表面清道夫受体识别,经由质膜微囊/肌动蛋白微丝途径进入细胞并显著蓄积在溶酶体中。由于溶酶体是整个内吞途径中唯一含有多种水解酶的场所,位于溶酶体内的Au@OVP-Fluo发射较强的荧光,从而特异性地标记出了细胞内的溶酶体。Au@OVP-Fluo是第一个基于纳米粒子和溶酶体水解酶响应的活细胞溶酶体特异性探针。进一步的研究发现,对于多种类型的癌细胞(DU145、MCF-7和HeLa)而言,当细胞外环境为中性时(e.g.,pH 7.34),细胞内的溶酶体均分布在细胞核附近区域,且分布较为集中。然而,当细胞外环境pH降低时(e.g.,pH 6.63),上述癌细胞内的溶酶体均由细胞核附近区域向细胞膜附近区域迁徙,迁徙长度达4-6μm。由于细胞外环境酸化是肿瘤的主要特征之一,相信对溶酶体在细胞内的运动行为的研究,可能给癌症的诊断和治疗提供一种新的思路。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB383.1

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜仕国,施冬梅,邓辉;纳米材料的特异效应及其应用[J];自然杂志;2000年02期
2 ;纳米材料 新世纪的黄金材料[J];城市技术监督;2000年10期
3 ;什么是纳米材料[J];中国粉体技术;2000年05期
4 邹超贤;纳米材料的制备及其应用[J];广西化纤通讯;2000年01期
5 吴祖其;纳米材料[J];光源与照明;2000年03期
6 ;纳米材料的特性与应用方向[J];河北陶瓷;2000年04期
7 沈青;纳米材料的性能[J];江苏陶瓷;2000年01期
8 李良训;纳米材料的特性及应用[J];金山油化纤;2000年01期
9 刘冰,任兰亭;21世纪材料发展的方向—纳米材料[J];青岛大学学报(自然科学版);2000年03期
10 刘忆,刘卫华,訾树燕,王彦芳;纳米材料的特殊性能及其应用[J];沈阳工业大学学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王少强;邱化玉;;纳米材料在造纸领域中的应用[A];'2006(第十三届)全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2006年
2 宋云扬;余涛;李艳军;;纳米材料的毒理学安全性研究进展[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
3 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
4 钟家湘;葛雄章;刘景春;;纳米材料改造传统产业的实践与建议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
5 高善民;孙树声;;纳米材料的应用及科研开发[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
6 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年
7 金一和;孙鹏;张颖花;;纳米材料的潜在性危害问题[A];中国毒理学通讯[C];2001年
8 张一方;吕毓松;任德华;陈永康;;纳米材料的二种制备方法及其特征[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
9 古宏晨;;纳米材料产业化重大问题及共性问题[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
10 马玉宝;任宪福;;纳米科技与纳米材料[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 周建人;我国出台首批纳米材料国家标准[N];中国建材报;2005年
2 记者 王阳;上海形成纳米材料测试服务体系[N];上海科技报;2004年
3 ;纳米材料七项标准出台[N];世界金属导报;2005年
4 通讯员 韦承金记者 冯国梧;纳米材料也可污染环境[N];科技日报;2008年
5 廖联明;纳米材料 利弊皆因个头小[N];健康报;2009年
6 卢水平;院士建议开展纳米材料毒性研究[N];中国化工报;2009年
7 郭良宏 中国科学院生态环境研究中心研究员 江桂斌 中国科学院院士;纳米材料的环境应用与毒性效应[N];中国社会科学报;2010年
8 记者 任雪梅 莫璇;中科院纳米材料产业园落户佛山[N];佛山日报;2011年
9 实习生 高敏;纳米材料:小身材涵盖多领域[N];科技日报;2014年
10 本报记者 李军;纳米材料加速传统行业升级[N];中国化工报;2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨杨;功能化稀土纳米材料的合成及其生物成像应用[D];复旦大学;2014年
2 王艳丽;基于氧化钛和氧化锡纳米材料的制备及其在能量存储中的应用[D];复旦大学;2014年
3 吴勇权;含铕稀土纳米材料的功能化及其生物成像应用研究[D];复旦大学;2014年
4 曹仕秀;二硫化钨(WS_2)纳米材料的水热合成与光吸收性能研究[D];重庆大学;2015年
5 廖蕾;基于功能纳米材料的电化学催化研究[D];复旦大学;2014年
6 胥明;一维氧化物、硫化物纳米材料的制备,功能化与应用[D];复旦大学;2014年
7 李淑焕;纳米材料亲疏水性的实验测定与计算预测[D];山东大学;2015年
8 范艳斌;亚细胞水平靶向的纳米材料的设计、制备与应用[D];复旦大学;2014年
9 丁泓铭;纳米粒子与细胞相互作用的理论模拟研究[D];南京大学;2015年
10 骆凯;基于金和石墨烯纳米材料的生物分子化学发光新方法及其应用[D];西北大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 向芸颉;卟啉纳米材料的制备及其应用研究[D];重庆大学;2010年
2 刘武;层状纳米材料/聚合物复合改性沥青的制备与性能[D];华南理工大学;2015年
3 刘小芳;基于纳米材料/聚合膜材料构建的电化学传感器应用于生物小分子多组分的检测[D];西南大学;2015年
4 王小萍;基于金纳米材料构建的电化学传感器及其应用[D];上海师范大学;2015年
5 郭建华;金纳米材料的修饰及其纳米生物界面的研究[D];河北大学;2015年
6 魏杰;普鲁士蓝纳米粒子的光热毒性研究[D];上海师范大学;2015年
7 张华艳;改性TiO_2纳米材料的制备及其光电性能研究[D];河北大学;2015年
8 胡雪连;基于纳米材料的新型荧光传感体系的构筑[D];江南大学;2015年
9 黄樊;氧化钴基催化材料形貌、晶面控制与催化性能研究[D];昆明理工大学;2015年
10 周佳林;新型核壳结构金纳米材料用于肿瘤的近红外光热治疗研究[D];浙江大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026