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《湖北大学》 2017年
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磁/光响应多功能纳米胶囊的组装及性能研究

赵婷婷  
【摘要】:癌症已成为严重威胁人类健康的疾病之一。具有独特物理化学性质的功能纳米材料有望突破传统癌症诊疗方法存在的副作用大、治疗周期长等限制,为癌症诊断和治疗提供新的思路。例如在诊断方面,新型过渡金属掺杂半导体量子点具有光致发光光谱窄、量子产率高和耐化学降解等优点,可以作为细胞或分子级别荧光标记物,实现对病变组织的荧光成像。然而这些具有优异性能的功能纳米颗粒多由油相法合成。它们由于表面存在疏水性配体而表现出较差的生物兼容性,从而限制了它们在生物体内的应用。目前,有许多生物修饰的方法来提升这些疏水性功能纳米颗粒的水溶性及生物兼容性。其中,通过胶束软模板法合成的二氧化硅纳米胶囊可以作为功能纳米颗粒的载体,显著提升疏水性功能纳米颗粒生物兼容性,而对功能纳米颗粒的性能影响小。本论文采用高温油相法合成了ZnSe:Mn/Zn S荧光量子点和四氧化三铁(Fe_3O_4)磁性纳米颗粒。通过胶束软模板法将这两种功能纳米颗粒及天然抗癌药物紫杉醇(PTX)共负载到二氧化硅胶囊内部,并在胶囊表面偶联靶向分子叶酸(FA),合成一种具有成像及治疗双重功能的靶向纳米胶囊。本文的主要研究内容及结果如下:(1)采用高温油相法合成具有核壳结构的ZnSe:Mn/ZnS荧光量子点。通过F127胶束软模板法制备了QDs/PTX荧光复合纳米胶囊,并实现了荧光纳米胶囊形貌的调控。结果表明,QDs浓度对荧光纳米胶囊的负载行为、尺寸及荧光性能有显著影响;硅前驱体(TMOS)浓度对胶囊二氧化硅壳层厚度有一定影响,但对胶囊荧光性能影响较小;复合胶囊在19-49℃温度范围内具有良好的温度稳定性;PTX的水溶性通过胶束/胶囊这种载体得到显著提升;复合纳米胶囊能在体外能缓慢释放出PTX。(2)通过胶囊表面的氨基与叶酸活性酯(NHS-FA)之前的反应合成偶联叶酸的复合纳米胶囊。结果表明,随着叶酸(FA)浓度的增加,FA偶联效率增大。当n(-NH_2):n(NHS-FA)=1:2时,偶联效率达到45%。采用CCK-8法测试了胶囊体外细胞毒性。结果表明,空胶囊及量子点胶囊对MCF-7癌细胞低毒;载药胶囊对MCF-7癌细胞具有一定毒性,且随着胶囊浓度的增加,癌细胞存活率逐渐降低;偶联FA的载药胶囊因为靶向作用对MCF-7癌细胞显示出更强的杀伤作用。利用荧光显微镜研究了复合纳米胶囊的体外荧光靶向性能。结果表明,未偶联叶酸的复合纳米胶囊不能聚集在MCF-7癌细胞细胞周围,而偶联叶酸的复合纳米胶囊能聚集在MCF-7癌细胞细胞周围,具有一定的荧光靶向性。(3)采用高温热分解法合成了疏水性Fe_3O_4纳米颗粒,并通过F127胶束软模板法合成了Fe_3O_4纳米胶囊,提升了Fe_3O_4纳米颗粒的水溶性。结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒具有超顺磁性;通过改变Fe_3O_4纳米颗粒浓度及TMOS浓度能实现了磁性胶囊形貌及颗粒负载行为的调控。
【学位授予单位】:湖北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:R943;TB383.1

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