發(fā)布時(shí)間：2017-03-26 04:05

  本文關(guān)鍵詞：刺激—響應(yīng)性聚合物熒光納米微球的制備及在生物成像方面的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物成像技術(shù)可以使細(xì)胞形態(tài)可視化,目前在生物研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。熒光檢測(cè)作為一種響應(yīng)快速、高靈敏、簡單方便以及非侵害的分析技術(shù)而被廣泛地用于分子識(shí)別、生物標(biāo)記和細(xì)胞成像等領(lǐng)域,逐漸成為最常用的生物成像技術(shù)。熒光探針的發(fā)展促進(jìn)了細(xì)胞生物學(xué)和醫(yī)學(xué)診斷的發(fā)展。在過去幾十年里,人們合成出了一系列的熒光探針,包括半導(dǎo)體量子點(diǎn)、碳量子點(diǎn)、稀土離子摻雜納米材料、光致發(fā)光硅納米微球、金屬納米簇、有機(jī)小分子和熒光蛋白等。其中基于響應(yīng)性聚合物的熒光納米微粒受到人們廣泛關(guān)注。通過不同條件可以合成出尺寸可調(diào)、不同表面電荷和表面性質(zhì)的響應(yīng)性聚合物納米微粒,并且響應(yīng)性聚合物納米微粒具有良好的分散性、穩(wěn)定性和生物相容性,特別是聚合物表面含有許多結(jié)合位點(diǎn),有利于功能性分子(如熒光分子、藥物分子或靶向分子)通過化學(xué)或物理的方法修飾到納米微粒表面,實(shí)現(xiàn)納米微粒的功能化。此外,響應(yīng)性聚合物受到外界環(huán)境刺激時(shí),自身的物理或化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變,賦予了熒光納米微粒智能性。目前有機(jī)熒光小分子有很多種類。傳統(tǒng)有機(jī)熒光分子有一個(gè)共性:聚集導(dǎo)致淬滅(Aggregation-caused quenching,ACQ)效應(yīng)。傳統(tǒng)有機(jī)熒光分子在低濃度下有較強(qiáng)的熒光,然而在高濃度下或聚集態(tài)下熒光很弱,這種現(xiàn)象在很大程度上限制了有機(jī)熒光分子在生物成像領(lǐng)域的應(yīng)用。2001年唐本忠院士研究組設(shè)計(jì)合成了一種新型的熒光分子,這種熒光分子在高濃度或聚集態(tài)下有強(qiáng)熒光,均勻分散時(shí)熒光降低,這種奇特的現(xiàn)象稱為聚集誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)(Aggregation-induced emission,AIE)。由AIE型熒光分子和響應(yīng)性聚合物復(fù)合制成的熒光納米微粒不僅具有聚合物的響應(yīng)特性,還可以通過增加AIE型熒光分子的含量來提高聚合物的熒光檢測(cè)靈敏度,降低熒光納米微粒的光漂白效應(yīng)。因此AIE型熒光聚合物材料在生物成像領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。在論文的第二章,我們?cè)O(shè)計(jì)制備了正電性熒光納米微球SDSA/PS-co-VBTAC,通過無皂乳液聚合的方法合成了表面帶正電荷的納米微球,利用庫侖力的作用將帶負(fù)電荷的熒光分子SDSA修飾到納米微球表面,獲得了正電性聚合物熒光納米微球。我們所合成的正電性納米微球具有良好的水溶性,并且尺寸均一、單分散性好。SDSA是一種典型的水溶性AIE型熒光分子,當(dāng)將它分散在水溶液中時(shí),熒光很弱;當(dāng)將其復(fù)合到正電性納米微球上,聚合物鏈段限制了SDSA熒光分子的分子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),使其熒光得到顯著增強(qiáng),顯現(xiàn)出優(yōu)良的AIE效應(yīng)。所合成的正電性熒光納米微球在p H=3-10的較寬范圍內(nèi)具有優(yōu)良的熒光穩(wěn)定性,而且不同于傳統(tǒng)的熒光探針,BSA等生物大分子可以使正電性納米微球的熒光性質(zhì)增強(qiáng),放大其熒光信號(hào)。正電性熒光納米微球有較低的生物毒性,并且它與帶負(fù)電的細(xì)胞膜之間存在靜電吸引作用力,可以提高細(xì)胞對(duì)熒光納米微球的攝取量。研究結(jié)果表明這種正電性熒光納米微球材料可以用于細(xì)胞成像等領(lǐng)域。在論文的第三章,為了拓展對(duì)響應(yīng)性聚合物體系的功能研究,提高熒光探針的靶向性,我們?cè)O(shè)計(jì)構(gòu)筑了p H響應(yīng)性熒光納米微球體系,通過無皂乳液聚合方法合成了具有p H響應(yīng)性的聚合物納米微球,利用酰胺化反應(yīng)將癌細(xì)胞靶向的葉酸分子修飾到納米微球表面,進(jìn)一步將帶負(fù)電荷的熒光分子通過庫侖力的作用復(fù)合到納米微球表面,獲得了具有靶向性的熒光納米微球。p H響應(yīng)性納米微球表面含有正、負(fù)兩種電荷的官能團(tuán),可以通過去離子化作用調(diào)節(jié)微球表面的帶電性質(zhì),并利用庫侖力作用實(shí)現(xiàn)了熒光分子的聚集誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)效應(yīng)(AIE)。通過調(diào)節(jié)納米微球表面正/負(fù)電荷的比例可以實(shí)現(xiàn)p H響應(yīng)特性。當(dāng)正/負(fù)電荷比例為1:2時(shí),熒光納米微球在正常生理環(huán)境p H=7.4下可以均勻分散在水中,而在腫瘤環(huán)境p H=6.5下發(fā)生聚集,團(tuán)聚尺寸較大。這一特征可以使納米微球通過增強(qiáng)滲透滯留(EPR)效應(yīng)在癌組織處聚集,同時(shí)微球表面的葉酸可以促使納米微球靶向進(jìn)入癌細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)熒光成像。p H響應(yīng)性熒光納米微球具有熒光穩(wěn)定性,熒光性質(zhì)不受環(huán)境p H和生物大分子影響,并且具有良好的生物相容性。我們合成的p H響應(yīng)性熒光納米微球?qū)⒃隗w內(nèi)靶向腫瘤組織和生物成像等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：智能響應(yīng) 聚合物微球 熒光 靶向 生物成像
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.3;TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-44
• 1.1 智能響應(yīng)性聚合物的分類12-19
• 1.1.1 物理刺激12-15
• 1.1.2 化學(xué)刺激15-17
• 1.1.3 生物刺激17-19
• 1.2 刺激-響應(yīng)性聚合物的生物應(yīng)用19-25
• 1.2.1 疾病診斷方面19-22
• 1.2.2 疾病治療方面22-25
• 1.3 納米微粒的物理化學(xué)性質(zhì)25-33
• 1.3.1 微粒尺寸的影響26-28
• 1.3.2 表面性質(zhì)的影響28-33
• 1.4 聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子及應(yīng)用33-42
• 1.4.1 傳統(tǒng)熒光分子33-35
• 1.4.2 聚集誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)35-37
• 1.4.3 新型AIE型探針37-42
• 1.5 本論文的設(shè)計(jì)思路42-44
• 第二章 正電性聚合物熒光納米微球的制備與性質(zhì)44-57
• 2.1 引言44-45
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料45
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程45-47
• 2.2.3 表征儀器設(shè)備47
• 2.3 結(jié)果與討論47-55
• 2.3.1 納米微球的形貌表征47-49
• 2.3.2 正電性熒光納米微球的熒光性質(zhì)49-50
• 2.3.3 正電性熒光納米微球的熒光穩(wěn)定性50-53
• 2.3.4 正電性熒光納米微球的生物應(yīng)用53-55
• 2.4 本章小結(jié)55-57
• 第三章 pH智能響應(yīng)性熒光納米微球制備及其靶向癌細(xì)胞成像57-71
• 3.1 引言57-60
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分60-61
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料60
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程60-61
• 3.2.3 表征儀器設(shè)備61
• 3.3 結(jié)果與討論61-69
• 3.3.1 納米微球的pH響應(yīng)性和靶向性61-65
• 3.3.2 pH響應(yīng)性納米微球的穩(wěn)定性65-66
• 3.3.3 pH響應(yīng)性熒光納米微球的熒光性質(zhì)66-68
• 3.3.4 pH響應(yīng)性熒光納米微球的生物應(yīng)用68-69
• 3.4 本章小結(jié)69-71
• 參考文獻(xiàn)71-87
• 作者簡介及科研成果87-89
• 致謝89

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