本文關鍵詞：石墨烯量子點的功能化修飾及其在生物成像和藥物傳輸中的應用

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【摘要】：作為石墨烯家族的最新一員,石墨烯量子點(GQDs)除了具有石墨烯的優(yōu)異性能,還因量子限制效應和邊界效應而展現(xiàn)出一系列新的特性,因此引起了化學、物理和生物等各領域科學家的廣泛研究。由于GQDs大的比表面積和表面豐富的官能團,GQDs可以作為載體,在GQDs表面修飾具有特定功能的配體或者負載抗癌藥物,從而得到功能化修飾的GQDs,應用于生物醫(yī)學診斷治療領域。本論文主要以碳纖維為碳源,采用簡單的化學切割法制備出性能優(yōu)良的GQDs,隨后對其穩(wěn)定性及熒光性質進行了探究。接著將GQDs功能化,使其具有多模式的生物成像和藥物傳輸功能。全文共分為四章。第一章綜述了GQDs的制備方法、性質和應用,并提出了本論文的研究設想。第二章我們制備和表征了DOX/GQDs-Gd多功能納米材料,并考察了其體外治療效果以及熒光/核磁雙模式成像功能。實驗采用化學切割法合成的GQDs,尺寸均勻,具有良好的分散性和生物相容性,而且可以長時間穩(wěn)定分散在生理溶液中,熒光性質穩(wěn)定幾乎不受pH、NaCl濃度和光照時間的影響。所得GQDs-Gd依舊具有較好的穩(wěn)定性、生物相容性和較低的生物毒性,且在溶液和細胞水平均表現(xiàn)出較好的熒光、核磁成像效果,同時也是一種較好的藥物傳輸載體,在體外具有良好的治療效果。因此,DOX/GQDs-Gd納米材料集熒光、磁共振成像(MRI)和化療于一體,為癌癥的治療和診斷提供了一個新的平臺。第三章我們制備和表征了GQDs-PEG-TAT多功能納米材料,在體外評價其生物安全性,然后負載抗癌藥物鹽酸阿霉素(DOX)研究體外靶向治療效果。通過升高反應溫度制得尺寸更小的GQDs,具有良好的形貌和清晰可見的晶格結構。接著在GQDs上相繼修飾雙氨基聚乙二醇(NH2-PEG-NH2)、TAT多肽和DOX。用蛋白質凝膠電泳實驗證明TAT多肽通過共價作用成功偶聯(lián)到GQDs-PEG-NH2納米材料上。采用MTT法測試其體外細胞毒性,發(fā)現(xiàn)該材料的毒性較小。我們用激光掃描共聚焦顯微鏡觀察到GQDs-PEG-TAT可以靶向到He La細胞的細胞核,細胞治療實驗中也有較明顯的靶向效果。結果表明,DOX/GQDs-PEG-TAT有望成為新型靶向多功能納米材料。第四章對本論文得到的實驗數(shù)據和結果進行了總結,最后對GQDs面臨的問題及以GQDs為載體的納米材料在生物方面的應用進行了展望。
【關鍵詞】：石墨烯量子點 熒光成像 磁共振成像 藥物傳輸
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TQ460.1
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-30
• 1.1 引言10
• 1.2 石墨烯量子點的制備10-18
• 1.2.1 自上而下法11-15
• 1.2.2 自下而上法15-18
• 1.3 石墨烯量子點的性質18-21
• 1.3.1 光學性質18-21
• 1.3.2 細胞毒性21
• 1.3.3 其他物理性質21
• 1.4 石墨烯量子點的應用21-24
• 1.4.1 生物成像21-22
• 1.4.2 藥物載體22-23
• 1.4.3 電化學傳感器23
• 1.4.4 光電器件23-24
• 1.4.5 催化氧化還原24
• 1.5 本論文的研究設想24-25
• 參考文獻25-30
• 第二章 石墨烯量子點的制備及其在熒光、MR成像和藥物傳輸中的應用30-55
• 2.1 引言30-32
• 2.2 實驗部分32-35
• 2.2.1 實驗試劑與儀器32
• 2.2.2 納米材料制備32-33
• 2.2.3 載藥實驗33
• 2.2.4 溶液MRI實驗33
• 2.2.5 細胞培養(yǎng)33
• 2.2.6 細胞毒性實驗33-34
• 2.2.7 細胞磁共振成像實驗34
• 2.2.8 細胞熒光成像實驗34
• 2.2.9 細胞治療實驗34-35
• 2.2.10 臺盼藍實驗35
• 2.3 結果與討論35-49
• 2.3.1 石墨烯量子點的制備與表征35-39
• 2.3.2 石墨烯量子點的穩(wěn)定性39-40
• 2.3.3 pH對石墨烯量子點熒光性能的影響40-41
• 2.3.4 NaCl濃度對石墨烯量子點熒光性能的影響41-42
• 2.3.5 光照時間對石墨烯量子點熒光性能的影響42
• 2.3.6 石墨烯量子點的細胞毒性實驗42-43
• 2.3.7 GQDs-Gd的制備及表征43-44
• 2.3.8 GQDs-Gd的載藥實驗44-45
• 2.3.9 GQDs-Gd的溶液MRI45-46
• 2.3.10 GQDs-Gd的細胞毒性實驗46
• 2.3.11 GQDs-Gd在細胞中的磁共振成像46-47
• 2.3.12 GQDs-Gd在細胞中的熒光成像47-48
• 2.3.13 細胞治療實驗48
• 2.3.14 細胞臺盼藍實驗48-49
• 2.4 本章小結49-51
• 參考文獻51-55
• 第三章 GQDs-PEG-TAT的制備及其在靶向藥物傳輸中的應用55-70
• 3.1 引言55-56
• 3.2 實驗部分56-59
• 3.2.1 實驗試劑與儀器56
• 3.2.2 納米材料的合成56-57
• 3.2.3 蛋白凝膠電泳實驗57
• 3.2.4 載藥實驗57
• 3.2.5 細胞培養(yǎng)57
• 3.2.6 細胞毒性實驗57-58
• 3.2.7 細胞熒光成像檢測材料靶向效果58
• 3.2.8 細胞水平靶向治療實驗58-59
• 3.3 結果與討論59-67
• 3.3.1 石墨烯量子點的制備與表征59-61
• 3.3.2 石墨烯量子點多功能修飾后的表征61-64
• 3.3.3 GQDs-PEG-NH2、GQDs-PEG-TAT的細胞毒性實驗64
• 3.3.4 GQDs-PEG-NH2、GQDs-PEG-TAT的載藥實驗64-65
• 3.3.5 細胞靶向治療實驗65-66
• 3.3.6 細胞核靶向激光共聚焦實驗66-67
• 3.4 本章小結67-68
• 參考文獻68-70
• 第四章 全文總結70-72
• 攻讀碩士學位期間的研究成果72-73
• 致謝73

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