本文選題：稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒　切入點：藥物遞送　出處：《浙江大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒是一種近紅外光激發(fā)下吸收低能光子,發(fā)射高能光子的新型發(fā)光材料,具有許多獨特的優(yōu)點,如光學和化學穩(wěn)定性好、抗光漂白能力強、毒性低;此外近紅外光激發(fā)具有組織穿透能力強、對生物組織無損傷、無背景熒光干擾等特點,因而稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒在生物醫(yī)學領域受到了廣泛關注,在生物傳感、生物成像、疾病診斷等方面具有廣闊的應用前景�；谙⊥辽限D(zhuǎn)換納米顆粒的上述優(yōu)點和應用潛能,在本論文中,我們合成了形貌均一、晶型良好的稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒,并采用多種表面修飾方法來提高納米粒子的親水性和生物相容性;同時,我們成功構(gòu)建了基于稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒的藥物遞送體系;此外我們初步探究了基于稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒的分子傳感。本論文主要分為以下五章:第一章結(jié)合相關文獻和研究背景,對稀土上轉(zhuǎn)換納米材料及其研究現(xiàn)狀進行了介紹和綜述,包括稀土上轉(zhuǎn)換納米材料的發(fā)光機制和組成、制備與表面修飾方法以及它們在生物傳感、生物成像、診斷治療等領域的應用,為本論文納米材料合成、藥物載體設計及應用研究、傳感研究等提供理論基礎和科學依據(jù)。第二章分別采用高溫熱解稀土油酸鹽和稀土氯化物高溫溶劑熱法合成了形貌規(guī)則、粒徑均一的六方晶型NaYF_4:Yb,Er上轉(zhuǎn)換納米粒子,相對而言,后者的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率更高。此外我們采用不同的修飾方法對合成的疏水性納米粒子進行了表面改性和功能化,使粒子具有更好的水溶性和生物相容性,為進一步偶聯(lián)生物分子實現(xiàn)功能化奠定了良好的基礎。第三章構(gòu)建了基于稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒的多功能納米藥物平臺用于腫瘤成像、藥物遞送和治療。我們利用超分子組裝法一步合成裝載脂溶性前體藥物和包覆聚乙二醇鏈的稀土上轉(zhuǎn)換納米藥物,制備方法簡便快捷。以7-乙基-10-羥基喜樹堿(SN38)衍生物作為模型藥物分子進行研究,該納米載體的載藥效率高達12.3%,并且具有緩慢而持續(xù)的藥物釋放動力學,有利于通過實體瘤的高通透性和滯留(Enhanced permeability and retention,簡稱 EPR)效應靶向輸送到腫瘤部位。和臨床使用的SN38前藥——伊立替康(CPT-11)相比,我們的納米藥物表現(xiàn)出優(yōu)越的小動物抗腫瘤效果。此外上轉(zhuǎn)換熒光成像結(jié)果表明稀土上轉(zhuǎn)換納米藥物載體可以成功應用于體內(nèi)外成像,具有良好的穩(wěn)定性和生物相容性,在成像介導的藥物遞送領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。第四章利用單鏈DNA修飾的上轉(zhuǎn)換納米顆粒與氧化石墨烯之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移,初步研究設計了一種簡單檢測三聚氰胺分子的光學傳感器。后續(xù)工作主要集中在此傳感器的靈敏度、選擇性、檢測范圍等檢測性能方面的優(yōu)化及其在實際復雜樣品中的檢測應用。第五章對本論文工作進行總結(jié),并就后續(xù)工作的開展提出展望。
[Abstract]:Rare earth upconversion nanoparticles are a new luminescent material which absorbs low energy photons and emits high energy photons under near-infrared excitation. It has many unique advantages, such as good optical and chemical stability, strong photobleaching resistance and low toxicity. In addition, near-infrared excitation has the characteristics of strong tissue penetration, no damage to biological tissue, no background fluorescence interference and so on. Therefore, rare earth up-conversion nanoparticles have attracted extensive attention in the field of biomedicine, such as biosensor, biomedical imaging, and so on. Based on the advantages and potential of rare-earth up-conversion nanoparticles, we have synthesized rare-earth up-conversion nanoparticles with uniform morphology and good crystal shape in this paper. Various surface modification methods were used to improve the hydrophilicity and biocompatibility of nanoparticles. At the same time, we successfully constructed a drug delivery system based on rare-earth upconversion nanoparticles. In addition, we preliminarily explore the molecular sensing based on rare earth upconversion nanoparticles. This thesis is divided into five chapters: chapter one combines relevant literature and research background. In this paper, the upconversion nanomaterials of rare earth and their research status are introduced and reviewed, including the luminescence mechanism and composition, preparation and surface modification methods of rare earth up-conversion nanomaterials, and their applications in biosensor and imaging. The applications in the field of diagnosis and treatment are the synthesis of nanomaterials in this paper, the design and application of drug carriers. The sensing research provides theoretical and scientific basis. In the second chapter, the homogenous hexagonal hexagonal crystal NaYF4: YbEr up-conversion nanoparticles were synthesized by high temperature solvothermal method of rare earth oleate and rare earth chloride, respectively. In addition, different modification methods were used to modify and functionalize the hydrophobic nanoparticles, which made the particles have better water solubility and biocompatibility. It lays a good foundation for further coupling biomolecules functionalization. In Chapter 3, a multifunctional nano-drug platform based on rare earth upconversion nanoparticles is constructed for tumor imaging. Drug delivery and treatment. We used supramolecular assembly to synthesize liposoluble precursor drugs and rare earth up-conversion nanopharmaceuticals coated with polyethylene glycol chains. The preparation method is simple and rapid. Using 7-ethyl-10-hydroxycamptothecin (SN38) derivative as a model drug molecule, the drug loading efficiency of the nano-carrier is as high as 12.3, and the drug release kinetics is slow and sustained. In comparison with the clinical use of SN38 prodrug Ilitecan, it is beneficial to target transport to the tumor site through the high permeability of solid tumor and retention enhanced permeability and retention.Compared with the clinical use of SN38 prodrug, Iritekam (CPT-11), EPRs can be transferred to the tumor site. Our nanopharmaceuticals show excellent anti-tumor effect in small animals. In addition, up-conversion fluorescence imaging results show that rare-earth up-conversion nano-drug carriers can be successfully used in vivo and in vitro imaging, with good stability and biocompatibility. In chapter 4th, fluorescence resonance energy transfer between graphene oxide and up-conversion nanoparticles modified by single strand DNA is presented. A simple optical sensor for the detection of melamine molecules was preliminarily studied and designed. The follow-up work mainly focused on the sensitivity and selectivity of the sensor. The optimization of detection performance and its application in practical complex samples. Chapter 5th summarizes the work of this paper and puts forward the prospects for the future work.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TQ460.1

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