癌癥的發(fā)生率逐年攀升,并且致死率高,嚴(yán)重影響了人們的生活和健康。隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步,對(duì)于癌癥的研究也如雨后春筍般迅速發(fā)展。納米材料因?yàn)槠鋬?yōu)異的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等性質(zhì),在癌癥診療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文以生物體內(nèi)可降解的材料為切入點(diǎn),構(gòu)建了生物分子的多功能載體,實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)及功能核酸的遞送及監(jiān)測(cè),具體內(nèi)容如下:1、近紅外雙發(fā)射的可降解納米載體用于治療性蛋白的體內(nèi)遞送及可視化成像實(shí)現(xiàn)治療性蛋白在生物體內(nèi)的遞送過程的實(shí)時(shí)成像對(duì)于癌癥診療領(lǐng)域具有重要意義。然而,由于許多蛋白質(zhì)不具熒光特性,對(duì)其體內(nèi)釋放行為無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。結(jié)合納米材料的優(yōu)勢(shì),本章構(gòu)建了一種具有近紅外雙發(fā)射的可降解納米載體,實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的遞送路徑和釋放進(jìn)行高靈敏近紅外實(shí)時(shí)成像。以上轉(zhuǎn)換納米顆粒（UCNPs）為內(nèi)核,在外層合成熒光染料摻雜的可降解大孔硅（DS）核殼,DS的孔道可以裝載治療蛋白細(xì)胞色素C（Cyt c）,最后在最外層包覆透明質(zhì)酸層（HA）防止蛋白的泄露,并實(shí)現(xiàn)靶向功能。由于UCNPs的發(fā)射光譜和DS的吸收光譜重疊,因此發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移,內(nèi)核UCNPs的上轉(zhuǎn)換熒光會(huì)被屏蔽掉。當(dāng)納米載體靶向進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,細(xì)胞內(nèi)的透明質(zhì)... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光降解凝膠包覆的UCNPs納米載體組裝過程及NIR觸發(fā)藥物釋放過程的示意

南京大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章10UV發(fā)射信號(hào)會(huì)被氧化鈰吸收，賦予了UCNPs@mCeOx類過氧化氫酶的催化性質(zhì)，使其在腫瘤弱酸性環(huán)境和生理pH下，可以催化H2O2產(chǎn)生H2O和O2，為PDT提供了充足的原料O2。與此同時(shí)，催化過程中形成的電子空穴對(duì)會(huì)使H2O和O2分解產(chǎn)生羥基自由基（OH）、超氧陰離子（O2-），從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。H2O2因氧化鈰分解產(chǎn)生的充足的O2能進(jìn)一步提高O2-的產(chǎn)量，有效改善了腫瘤組織乏氧環(huán)境下PDT的療效。此外，作者還在氧化鈰的孔道中負(fù)載了化療藥物DOX，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合治療；體系中的Gd3+、Yb3+元素及上轉(zhuǎn)換內(nèi)核還可以進(jìn)行CT、MRI、UCL等多種模式的成像，輔助治療過程。在有無(wú)NIR照射的情況下，通過對(duì)比細(xì)胞存活率和動(dòng)物腫瘤體積，可以看到NIR照射可以改善腫瘤組織乏氧的缺陷，極大地提升PDT療效。圖1-2.PEG/UCP-DOX納米材料的組裝過程及體內(nèi)遞送過程示意圖[29]。1.2.1.2UCNPs用于生物成像在980nm激光照射下，治療體系中常用的組分Yb3+/Er3+和Yb3+/Ho3+主要發(fā)射綠光，對(duì)于成像而言，短波區(qū)的發(fā)射會(huì)被生物組織吸收，因此采用激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)都在NIR區(qū)域的材料能有效增強(qiáng)滲透深度和檢測(cè)的靈敏度[30]。Hao等[31]通過改變NaYF4:Yb3+/Tm3+體系中Yb3+的濃度，極大地提高了UCNPs在NIR的發(fā)射強(qiáng)度，進(jìn)而增強(qiáng)了UCL的靈敏度。當(dāng)Yb3+的濃度從20%增加至98%時(shí)，UCNPs在800nm的發(fā)射強(qiáng)度提高了113倍，接下來作者利用這一發(fā)光性能對(duì)納米顆粒在生物體內(nèi)的代謝路徑進(jìn)行了研究。靜脈注射材料進(jìn)小鼠體內(nèi)，通過體內(nèi)成像可以看到（圖1-3），5min時(shí)，UC

南京大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章11信號(hào)出現(xiàn)在肺部，然后慢慢轉(zhuǎn)移到肝部。解剖后通過器官成像，可以看到肝部和肺部的變化趨勢(shì)與體內(nèi)一致，僅因?yàn)樵诨铙w內(nèi)器官的深度不一致，造成體外肺部的信號(hào)強(qiáng)度比肝部高很多，心、腎、胃等器官中的信號(hào)都相對(duì)較弱；但在1h后的排泄物中監(jiān)測(cè)到很強(qiáng)的UC信號(hào)，證明了類似UCNPs的納米顆粒在生物體內(nèi)的排泄途徑主要是肝膽，為實(shí)現(xiàn)材料的臨床應(yīng)用提供了研究基矗與此同時(shí)，Yb3+的K-edge為61keV，X射線吸收系數(shù)為6.91cm2g–1（80keV），可以用來進(jìn)行計(jì)算機(jī)斷層掃描成像（computedtomography,CT），通過提供高對(duì)比度的腫瘤組織三維信息，確定病變位置；由于Yb3+電子橫向弛豫時(shí)間短且固有磁矩值大，為μeff=4.53μB，可以對(duì)生物體進(jìn)行磁共振成像（magneticresonanceimaging,MRI）。通過基于Yb3+-UCNPs進(jìn)行的多模式的成像可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微小腫瘤的探測(cè)研究，這對(duì)于癌癥的早期診斷和治療具有重要意義。圖1-3.（a）通過UC信號(hào)表征不同時(shí)間點(diǎn)材料在生物體內(nèi)的分布;（b）定量表征肺部的信號(hào)變化；（c）定量表征肝臟的信號(hào)變化[31]。1.2.2二氧化硅納米顆粒2001年，首次報(bào)道將MCM-41型介孔二氧化硅（mesoporoussilicananoparticles,MSN）用于藥物遞送體系[32]，使其成為生物醫(yī)療領(lǐng)域的焦點(diǎn)。主要是因?yàn)镸SN是一種相對(duì)穩(wěn)定的材料，具有尺寸可調(diào)，比表面積和孔徑大的優(yōu)勢(shì)，規(guī)則排列的孔道可以負(fù)載疏水或親水性藥物[33]；并且MSN的組成元素硅和氧都是生物相容性好的材料，因此該材料在細(xì)胞和活體層面生物安全程度都很高，包括可降解性[34]、生物毒性[35]、體內(nèi)分布和排泄途徑[36-37]等。在反應(yīng)過程中，通過改變前驅(qū)體比例、模板劑的種類和比例、反應(yīng)溫度、pH等，可


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