【摘要】：二維納米材料因具有獨特的物理化學(xué)性質(zhì)在多領(lǐng)域有應(yīng)用而為研究者們所關(guān)注,包括作為載體在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。水滑石(LDHs)即層狀雙金屬氫氧化物作為其中一種二維材料,具有獨特的層狀結(jié)構(gòu)、主體層板和層間客體分子的可調(diào)控性。因此,通過靜電作用、氫鍵、范德華力等相互作用,將藥物負(fù)載到LDHs上構(gòu)建的超分子結(jié)構(gòu)的LDHs復(fù)合材料,在藥物緩釋、基因運輸及生物成像等領(lǐng)域都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能及其廣闊的應(yīng)用前景。然而,常規(guī)合成超薄二維納米材料的方法主要利用自上而下的液相剝層的方式,這種方式得到的超薄納米材料尺寸、形貌難以控制,而且對藥物的負(fù)載效率極低。因此,如何基于二維納米材料設(shè)計并合成新型LDHs納米診療體系,實現(xiàn)組成結(jié)構(gòu)可控的同時極大的增強對于化療藥物的負(fù)載效率,仍然是一大挑戰(zhàn)。本論文以超薄二維LDHs層狀材料為主體,使用一種本實驗室創(chuàng)制的自下而上方法一步合成單層水滑石納米片(MLDH),通過調(diào)控其層板金屬元素賦予其生物醫(yī)學(xué)診斷功能,進一步在單層LDHs層板上負(fù)載藥物分子,利用其具有超大的比表面,實現(xiàn)藥物分子的高效負(fù)載。通過主體層板的成像性能與藥物分子之間的協(xié)同作用來構(gòu)建新型診療試劑,實現(xiàn)了生物成像和腫瘤治療一體化的超薄LDHs基復(fù)合材料的可控制備及性能的調(diào)控。論文的主要研究內(nèi)容及相關(guān)結(jié)果如下:1.單層水滑石納米片的制備及其載藥性能的研究通過“自下而上”一步法合成了稀土 Gd摻雜的MLDH,進一步采用MLDH對化療藥物阿霉素(DOX)和有機光熱試劑(ICG)進行負(fù)載制備得到了 DOXICG/MLDH多功能納米復(fù)合材料。制備得到的MLDH納米載體形貌規(guī)整,分布均一,粒徑～70 nm,厚度～1.2 nm,并且可以穩(wěn)定的分散在生理溶液中。與此同時,對納米載體負(fù)載藥物的效率進行了研究,發(fā)現(xiàn)在包封效率(EE)值接近100%情況下負(fù)載效率高達(dá)797.36%。這種負(fù)載效率的提升,一方面是由于MLDH具有超大的理論比表面積1534 m2 g-1,另一方面是藥物分子與MLDH載體間存在靜電結(jié)合作用力,這種作用力的存在促進了藥物分子與MLDH的結(jié)合過程。此外,復(fù)合納米材料具有較好的光熱和光動力效果以及對化療藥物DOX的刺激釋放性能。因此該復(fù)合納米材料同時具有熒光和MRI成像以及化療/光熱/光動力治療性能。2.單層水滑石基納米復(fù)合材料在活體雙模成像和多模協(xié)同治療中的應(yīng)用通過探究材料的生物毒性,從細(xì)胞及活體水平驗證復(fù)合納米材料的熒光/MRI成像以及化療/光熱/光動力協(xié)同治療性能。利用HepG2細(xì)胞進行實驗發(fā)現(xiàn)DOXICG/MLDH納米復(fù)合材料具有pH和近紅外(NIR)光照雙重刺激DOX釋放的性能,并具有明顯的活性氧(ROS)的產(chǎn)生,因此實驗結(jié)果表明該納米復(fù)合材料具有較好的光熱和光動力協(xié)同治療性能。其次,通過活體NIRF/MR成像觀測藥物在小鼠體內(nèi)的分布,研究結(jié)果表明DOXICG/MLDH在體內(nèi)循環(huán)過程中在腫瘤部位有明顯的富集,因此對于實際的腫瘤治療具有明顯的效果且這種復(fù)合材料可以作為一種有效雙模成像劑。最后,我們對復(fù)合材料在體內(nèi)的生物毒性及代謝途徑進行了研究,結(jié)果表明納米載體MLDH是通過網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)進行吸收,并進一步通過尿液和糞便的形式代謝。因此,所有的實驗結(jié)果均證明DOXICG/MLDH納米材料可用于NIRFI/MRI雙模成像指導(dǎo)下的腫瘤Chemo/PTT/PDT 協(xié)同治療。綜上所述,本論文利用MLDH超大的比表面,實現(xiàn)藥物分子的高效負(fù)載,通過調(diào)整藥物分子的比例,利用主體層板的成像性能及藥物分子的協(xié)同治療實現(xiàn)其診療性能的顯著提升,這對于新型診療試劑的構(gòu)筑具有重要的意義。
【圖文】：

邐北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑像診斷方面而得到了快速的發(fā)展，其主要工作原理是利用脈沖激光照射生物活體組織逡逑時吸收其能量，組織體溫度瞬間升高并發(fā)生膨脹，進而產(chǎn)生超聲波被組織體表面的探逡逑測器所接收，從而轉(zhuǎn)換成圖像用于監(jiān)測。這種診斷方式有效的結(jié)合聲學(xué)和光學(xué)成像的逡逑特點，，具有分辨率高和組織對比度高等優(yōu)勢，并且可以減小由于光散射帶來的影響，逡逑因此在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域成為研究的熱點問題。Ｓｏｎｇ等人［３８］通過合成一種生物相容性較逡逑好的聚丙烯酸修飾的的Ｃ0９Ｓｅ８納米片（ＰＡＡ－Ｃ0９Ｓｅ８納米片），然后首次研宄它們在體外逡逑和體內(nèi)的超分子性質(zhì)（圖１－３）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ＰＡＡ－Ｃｏ９Ｓｅ８納米片表現(xiàn)出強烈的近紅外（ＮＩＲ）逡逑吸收和低細(xì)胞毒性并且具有較好的光聲成像效果，在腫瘤細(xì)胞部位可以觀察到明顯的逡逑光聲成像效果，進而指導(dǎo)后期的腫瘤治療。逡逑ａ邐ｂ邋１４００００－＊邐逡逑

逡逑隨之而來的，新型高效的光敏劑的開發(fā)也成為研宄者們研宄的熱點問題。圖１－４是逡逑Ｃｈｅｎｇ等人Ｗ合成的ＰＥＧ－Ｃｅ６納米膠束螯合６４Ｃｕ２＋得到的納米粒子，其中Ｃｅ６是一種逡逑光敏劑分子具有光動力治療效果，最終得到的納米粒子具有ＰＥＴ／ＦＬ雙模成像指導(dǎo)的逡逑光動力治療性能。逡逑Ｉ＇－＇逡逑圖１－４邋ＰＥＧ－Ｃｅ６納米膠束螯合６４Ｃｕ２＋多功能納米離子的合成。逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ｏｆ邋ＰＥＧ－Ｃｅ６邋ｎａｎｏｍｉｃｅｌｌｅｓ邋ａｎｄ邋ｃｈｅｌａｔｅ－ｆｉｒｅｅ邋ｌａｂｅｌｉｎｇ逡逑６４Ｃｕ２＋邋ｆｏｒ邋ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ邋ａｎｄ邋ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ．逡逑（３）基因治療逡逑腫瘤基因治療的主要方法是通過導(dǎo)入外源基因來調(diào)節(jié)病變基因的表達(dá)，從而達(dá)到逡逑治療癌癥的目的，限制這種治療方式發(fā)展的主要兩個問題一是如何選擇合適的癌癥治逡逑療靶點，二是尋找一類安全高效的基因傳遞載體將外源基因輸送到病變基因部位，基逡逑于以上兩點主要問題，研究者們做了大量的探索。與此同時，目前常用的基因運輸載逡逑體有非生物類離子高分子、陽離子多肽類分子ｔＭ、陽離子脂質(zhì)體【６５，６６］以及一些經(jīng)逡逑過修飾后的無機納米顆粒材料［１４
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R73-3;TB33

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本文編號：2627002