兩種銅硒基核殼納米粒子的合成及乏氧抗腫瘤性能研究
發(fā)布時間:2021-11-20 02:53
不同治療模式的整合和新型的乏氧治療是當(dāng)前抗癌領(lǐng)域中兩個熱門的研究方向。一方面,與傳統(tǒng)的單一治療模式相比,多功能治療平臺在整個治療過程中明顯地提高了治療效率、減少了副作用。另一方面,腫瘤低氧環(huán)境對光動力治療效果的限制也促使科學(xué)家們開始探索更多的乏氧治療手段。在此基礎(chǔ)上,我們巧妙地將光熱療法、化學(xué)動力學(xué)療法和基于2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽(AIPH)、阿霉素(DOX)的低氧療法相結(jié)合設(shè)計合成了相應(yīng)的多功能治療平臺,并探究了其在乏氧腫瘤環(huán)境中的抗癌性能。實驗結(jié)果表明構(gòu)建的銅硒基核殼納米材料能夠有效地殺死腫瘤細胞,與理論預(yù)想的效果一致,成功實現(xiàn)了理論指導(dǎo)實踐這一過程。以下是本論文的主要研究內(nèi)容:通過在CuFeSe2粒子表面層層包覆金屬有機骨架MIL-100(Fe)可控地構(gòu)建相應(yīng)的異質(zhì)結(jié),然后在MIL-100(Fe)介孔腔中填充功能性材料AIPH并利用相轉(zhuǎn)變材料十四醇對其進行封裝以實現(xiàn)更大的裝載量和可控的自由基熱釋放。其中,光熱劑CuFeSe2在整個納米平臺中扮演著引發(fā)開關(guān)的重要角色。當(dāng)用單個808 nm激光器照射材料時...
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
MnO2-Ce6@PDA-FA納米粒子的制備過程以及光熱-光動力協(xié)同治療機理示意圖[14]
第1章緒論3標和患者的基因信息合理地設(shè)計出針對性的免疫治療方案[21-22]。眾所周知,與正常組織和細胞相比,腫瘤組織和細胞具有其獨特的組成結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),利用這些性質(zhì)進行腫瘤治療的研究也成為抗癌領(lǐng)域的熱點之一。腫瘤微環(huán)境的化學(xué)特點包括低氧性、還原性和微酸性等,其高通透性和滯留效應(yīng)也是設(shè)計納米藥物體系與其發(fā)揮作用的基礎(chǔ),下面將分別介紹在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用腫瘤微環(huán)境這幾個特點進行腫瘤治療的應(yīng)用。圖1.2腫瘤微環(huán)境的組成成分示意圖[19]Fig.1.2Schematicdiagramofthecompositionofthetumormicroenvironment1.2.2低氧性眾所周知,腫瘤是無限增殖的,所以很難消除與治愈,而這也是造成腫瘤微環(huán)境呈酸性的原因。首先,腫瘤組織迅速增長會導(dǎo)致其對氧氣以及葡萄糖等能量物質(zhì)的需求量也相應(yīng)增加;其次,腫瘤體積的高度膨脹致使部分組織逐漸遠離供給營養(yǎng)的血管,出現(xiàn)供血不足的情況。光動力治療(photodynamictherapy,PDT)作為經(jīng)典的光療手段之一,因其特定的選擇性和對正常組織的傷害較小而得到了廣泛的應(yīng)用。而氧氣是光動力治療得以發(fā)揮作用不可缺少的一個必要條件,其濃度大小往往決定著光動力治療效率的高低。但是經(jīng)科學(xué)研究可知,腫瘤微環(huán)境中的氧氣百分比僅有1~2%,低于正常組織中的氧氣百分比3~6%,這就導(dǎo)致了光敏劑在腫瘤部位發(fā)揮光動力治療作用時的效果很受限制[23-24]。為了提高光動力治療的效果,低氧腫瘤治療也開始受到越來越多研究者的關(guān)注。如圖1.3所示,Zhang等人將上轉(zhuǎn)換納米粒子(upconversion
西南大學(xué)碩士學(xué)位論文4nanoparticles,UCNPs)、光敏劑姜黃素(curcumin)和一氧化氮供體(Roussin黑鹽)結(jié)合在一起構(gòu)建了相應(yīng)的體系。這個體系發(fā)揮低氧腫瘤治療的原理是:體系吸收近紅外光后,其中的上轉(zhuǎn)換納米粒子可以發(fā)生反斯托克斯發(fā)光,將波長較長的近紅外光轉(zhuǎn)化為波長較短的紫外光。接著,體系中的Roussin黑鹽又可以吸收紫外光生成一氧化氮氣體。從而腫瘤細胞中的線粒體會與一氧化氮結(jié)合,直接導(dǎo)致了其結(jié)合的氧氣量變少,無形中使得腫瘤微環(huán)境中的氧氣水平提高了。最終,光敏劑能夠利用腫瘤位點處較多的氧氣生成更多有毒的單線態(tài)氧殺死癌細胞[25]。圖1.3(a)UCNPs@mSiO2的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜、Roussin黑鹽和姜黃素的吸收光譜;(b)在不同時間段內(nèi)含1,3-二苯基異苯并呋喃(DPBF)的材料的紫外-可見吸收光譜;(c)不同條件下的1,3-二苯基異苯并呋喃(DPBF)消耗量;(d)不同溶液中一氧化氮釋放量對比圖;(均使用750mWcm-2980nm激光照射)[25]Fig.1.3(a)UpconversionemissionspectrumofUCNPs@mSiO2underexcitationof980nmlaserlight(blue),andabsorptionspectrumofcurcumin(reddashedline)andRBS(blackdashedline).(b)UV-VisabsorptionspectraofthematerialscontainingDPBFfordifferenttimeperiods.(c)ComparisonofDPBFconsumptionforfivedifferentgroups.(d)ComparisonofNOreleaseamongdifferentsolutionsunder980nmirradiation(750mWcm2)1.2.3還原性在腫瘤組織的線粒體中含有高濃度的細胞內(nèi)還原型谷胱甘肽(GSH)和高水平的過氧化氫。經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),谷胱甘肽是腫瘤微環(huán)境中含量最多的還原劑,濃度可達2~10mM,而正常組織中的谷胱甘肽濃度只有2μM左右[26-28];谀[瘤細胞
【參考文獻】:
期刊論文
[1]程序化饑餓與光動力協(xié)同癌癥治療研究(英文)[J]. 曾樂立,黃凱,萬藝林,張景,姚錫礦,蔣超,林靜,黃鵬. Science China Materials. 2020(04)
[2]Facile preparation of pH-responsive PEGylated prodrugs for activated intracellular drug delivery[J]. Yue Song,Dian Li,Jinlin He,Mingzu Zhang,Peihong Ni. Chinese Chemical Letters. 2019(12)
[3]介孔納米二氧化硅作為藥物載體在癌癥治療中的應(yīng)用[J]. 蔡幸美,商雨婷,王澈. 中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報. 2019(03)
[4]光熱劑/光敏劑納米材料合成及應(yīng)用研究進展[J]. 焦體峰,黃欣欣,張樂欣,周靖欣. 燕山大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[5]中藥配伍對癌癥治療的研究進展[J]. 孫陽,周錢梅,蘇式兵. 世界中西醫(yī)結(jié)合雜志. 2015(10)
本文編號:3506418
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
MnO2-Ce6@PDA-FA納米粒子的制備過程以及光熱-光動力協(xié)同治療機理示意圖[14]
第1章緒論3標和患者的基因信息合理地設(shè)計出針對性的免疫治療方案[21-22]。眾所周知,與正常組織和細胞相比,腫瘤組織和細胞具有其獨特的組成結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),利用這些性質(zhì)進行腫瘤治療的研究也成為抗癌領(lǐng)域的熱點之一。腫瘤微環(huán)境的化學(xué)特點包括低氧性、還原性和微酸性等,其高通透性和滯留效應(yīng)也是設(shè)計納米藥物體系與其發(fā)揮作用的基礎(chǔ),下面將分別介紹在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用腫瘤微環(huán)境這幾個特點進行腫瘤治療的應(yīng)用。圖1.2腫瘤微環(huán)境的組成成分示意圖[19]Fig.1.2Schematicdiagramofthecompositionofthetumormicroenvironment1.2.2低氧性眾所周知,腫瘤是無限增殖的,所以很難消除與治愈,而這也是造成腫瘤微環(huán)境呈酸性的原因。首先,腫瘤組織迅速增長會導(dǎo)致其對氧氣以及葡萄糖等能量物質(zhì)的需求量也相應(yīng)增加;其次,腫瘤體積的高度膨脹致使部分組織逐漸遠離供給營養(yǎng)的血管,出現(xiàn)供血不足的情況。光動力治療(photodynamictherapy,PDT)作為經(jīng)典的光療手段之一,因其特定的選擇性和對正常組織的傷害較小而得到了廣泛的應(yīng)用。而氧氣是光動力治療得以發(fā)揮作用不可缺少的一個必要條件,其濃度大小往往決定著光動力治療效率的高低。但是經(jīng)科學(xué)研究可知,腫瘤微環(huán)境中的氧氣百分比僅有1~2%,低于正常組織中的氧氣百分比3~6%,這就導(dǎo)致了光敏劑在腫瘤部位發(fā)揮光動力治療作用時的效果很受限制[23-24]。為了提高光動力治療的效果,低氧腫瘤治療也開始受到越來越多研究者的關(guān)注。如圖1.3所示,Zhang等人將上轉(zhuǎn)換納米粒子(upconversion
西南大學(xué)碩士學(xué)位論文4nanoparticles,UCNPs)、光敏劑姜黃素(curcumin)和一氧化氮供體(Roussin黑鹽)結(jié)合在一起構(gòu)建了相應(yīng)的體系。這個體系發(fā)揮低氧腫瘤治療的原理是:體系吸收近紅外光后,其中的上轉(zhuǎn)換納米粒子可以發(fā)生反斯托克斯發(fā)光,將波長較長的近紅外光轉(zhuǎn)化為波長較短的紫外光。接著,體系中的Roussin黑鹽又可以吸收紫外光生成一氧化氮氣體。從而腫瘤細胞中的線粒體會與一氧化氮結(jié)合,直接導(dǎo)致了其結(jié)合的氧氣量變少,無形中使得腫瘤微環(huán)境中的氧氣水平提高了。最終,光敏劑能夠利用腫瘤位點處較多的氧氣生成更多有毒的單線態(tài)氧殺死癌細胞[25]。圖1.3(a)UCNPs@mSiO2的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜、Roussin黑鹽和姜黃素的吸收光譜;(b)在不同時間段內(nèi)含1,3-二苯基異苯并呋喃(DPBF)的材料的紫外-可見吸收光譜;(c)不同條件下的1,3-二苯基異苯并呋喃(DPBF)消耗量;(d)不同溶液中一氧化氮釋放量對比圖;(均使用750mWcm-2980nm激光照射)[25]Fig.1.3(a)UpconversionemissionspectrumofUCNPs@mSiO2underexcitationof980nmlaserlight(blue),andabsorptionspectrumofcurcumin(reddashedline)andRBS(blackdashedline).(b)UV-VisabsorptionspectraofthematerialscontainingDPBFfordifferenttimeperiods.(c)ComparisonofDPBFconsumptionforfivedifferentgroups.(d)ComparisonofNOreleaseamongdifferentsolutionsunder980nmirradiation(750mWcm2)1.2.3還原性在腫瘤組織的線粒體中含有高濃度的細胞內(nèi)還原型谷胱甘肽(GSH)和高水平的過氧化氫。經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),谷胱甘肽是腫瘤微環(huán)境中含量最多的還原劑,濃度可達2~10mM,而正常組織中的谷胱甘肽濃度只有2μM左右[26-28];谀[瘤細胞
【參考文獻】:
期刊論文
[1]程序化饑餓與光動力協(xié)同癌癥治療研究(英文)[J]. 曾樂立,黃凱,萬藝林,張景,姚錫礦,蔣超,林靜,黃鵬. Science China Materials. 2020(04)
[2]Facile preparation of pH-responsive PEGylated prodrugs for activated intracellular drug delivery[J]. Yue Song,Dian Li,Jinlin He,Mingzu Zhang,Peihong Ni. Chinese Chemical Letters. 2019(12)
[3]介孔納米二氧化硅作為藥物載體在癌癥治療中的應(yīng)用[J]. 蔡幸美,商雨婷,王澈. 中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報. 2019(03)
[4]光熱劑/光敏劑納米材料合成及應(yīng)用研究進展[J]. 焦體峰,黃欣欣,張樂欣,周靖欣. 燕山大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[5]中藥配伍對癌癥治療的研究進展[J]. 孫陽,周錢梅,蘇式兵. 世界中西醫(yī)結(jié)合雜志. 2015(10)
本文編號:3506418
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