无载体有机纳米荧光探针和纳米药物的设计合成及生物应用

目录

第一章绪论 (1)

1.1 引言 (1)

1.2 无载体的纳米染料和纳米药物在生物方面的应用 (1)

1.3 活细胞成像及细胞与纳米材料的相互作用研究 (3)

1.3.1 荧光纳米探针的主动靶向成像 (3)

1.3.2 活细胞成像研究进展 (5)

1.3.3 细胞与纳米材料相互作用的概述 (8)

1.4 纳米载药系统输送Pt(IV)抗癌药 (14)

1.4.1 纳米载药系统的发展 (14)

1.4.2 Pt(IV)纳米载药系统的研究 (15)

1.5 本论文的选题思路以及主要内容 (23)

参考文献 (24)

第二章超稳定的有机染料纳米颗粒在活细胞内的实时成像和示踪 (31)

2.1 引言 (31)

2.2 实验部分 (33)

2.3 结果与讨论 (38)

2.3.1 NPAPF@SiO2-FA NPs的合成与表征 (38)

2.3.2 NPAPF@SiO2-FA NPs的细胞毒性 (42)

2.3.3 NPAPF@SiO2-FA NPs的靶向成像 (42)

2.3.4 NPAPF@SiO2-FA NPs的长时间细胞成像 (43)

2.3.5 NPAPF@SiO2-FA NPs的细胞摄取 (44)

2.3.6 NPAPF@SiO2-FA NPs在细胞内的运动 (47)

2.3.7 NPAPF@SiO2-FA NPs的外排行为 (49)

2.3.8 NPAPF@SiO2-FA NPs在体内的近红外成像和分布 (50)

2.4 本章小结 (52)

参考文献 (52)

第三章无载体顺铂前药纳米颗粒在癌症治疗中的应用 (57)

3.1 引言 (57)

3.2 实验部分 (59)

3.3 结果讨论 (65)

3.3.1 Pt(IV)前药的合成与表征 (65)

3.3.2 Pt(IV) NPs的制备与表征 (66)

3.3.3 体外模拟Pt(IV) NPs 的释放 (68)

3.3.4 Pt(IV)被还原成顺铂的体外模拟 (68)

3.3.5 Pt(IV) NPs的体外细胞毒性 (69)

3.3.6 Pt(IV) NPs的细胞摄取机制 (70)

3.3.7 Pt(IV) NPs在体内的血液循环 (72)

3.3.8 Pt(IV) NPs在体内的分布 (73)

3.3.9 Pt(IV) NPs在体内的治疗 (73)

3.4 本章小结 (75)

参考文献 (75)

第四章总结 (79)

攻读学位期间本人发表的论文 (81)

致谢 (82)

无载体有机纳米荧光探针和纳米药物的设计合成及生物应用第一章

第一章绪论

1.1 引言

癌症是世界上很多国家广泛关注的最主要的健康问题之一，目前致死率较高的种类有肺癌、胃癌、乳腺癌和结肠癌等[1]。如果癌症在初期就被检测出来并加以治疗，则一定程度上能提高治愈率，使死亡人数大大减少。

荧光成像由于具有分辨率高，快速等优势被广泛用于癌症的早期诊断。在荧光成像基础上进一步发展起来的活细胞成像技术可以实时地去观测细胞内的生命活动，包括研究材料与细胞的相互作用，材料在细胞内的运转过程等，可以通过监测细胞生长和分化过程中的相互作用更好地理解有机生物体的发展，研究许多疾病的发病机理，进而从亚细胞和分子水平上去认识获取更关键的问题。上转换纳米材料[2]，量子点[3]等由于具有独特的光学性质，被应用于活细胞成像研究。

有机染料生物相容性较高，种类较多，尤其是近红外成像材料，在活体水平显示出较好的成像效果。但是孤立的有机荧光团由于容易被光漂白且生理环境下容易聚集[4,5]，限制了它们在长时间成像方面的应用。功能化的载体的引入使这一问题得到改善，但也存在很多问题，如装载量低，载体的降解困难，无载体染料纳米颗粒表面功能化后已经广泛应用于生物成像。

在癌症治疗方面，研究无载体的纳米药物一定程度上可以使药物通过被动靶向作用在肿瘤部位富集，提高有效药物浓度，其次可以有效提高载药量，克服载体载药的弊端[6,7]。

1.2 无载体的纳米染料和纳米药物在生物方面的应用

为了解决载体载染料装载量低的问题，无载体的染料纳米颗粒已经在生物成像中得到应用。Tang等[8]合成了聚集态荧光增强的染料TPE-TPP，并利用其疏水特性，让其在水相中聚集，聚集后的纳米颗粒荧光比较强，且具有特定的线粒体靶向功能，能耐受住环境的变化，可以实现长时间对线粒体的示踪（图1-1）。