共軛聚合物是一類具有π共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)功能材料,它不僅具有良好的光學(xué)性質(zhì),如強(qiáng)光捕獲能力、高量子產(chǎn)率、良好的光穩(wěn)定性,還具有能帶可調(diào)、生物相容性好的優(yōu)點(diǎn)。由其形成的共軛聚合物納米顆粒除了上述優(yōu)點(diǎn)外,還具備納米顆粒的空間優(yōu)勢(shì)和易于修飾的特點(diǎn)。因此共軛聚合物及其納米顆粒在生物傳感、成像以及疾病的診斷和治療方面被廣泛研究,成為具有廣闊應(yīng)用前景的生物材料。細(xì)菌感染引起的疾病一直威脅人類的身體健康,尤其是耐藥菌株的出現(xiàn)使這一問題變得更加嚴(yán)峻。如何有效地治療細(xì)菌感染相關(guān)疾病,仍面臨著很多問題,如革蘭氏陰性菌由于具有保護(hù)性的外膜結(jié)構(gòu)而較革蘭氏陽(yáng)性菌更難殺傷,殺傷細(xì)菌過程中因殘留的活性抗生素對(duì)細(xì)菌持續(xù)刺激而產(chǎn)生耐藥性,以及在殺滅過程中對(duì)生物正常細(xì)胞產(chǎn)生較大傷害等。進(jìn)一步,細(xì)菌還被證明與惡性腫瘤的出現(xiàn)有關(guān)。以化療為主的腫瘤治療方法面臨著嚴(yán)重的副作用。因此創(chuàng)新地提出新穎策略并發(fā)展高效抗菌和抗腫瘤材料是解決目前威脅人類公共健康的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)降低社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本、提高人們生活質(zhì)量至關(guān)重要。針對(duì)目前困境,本學(xué)位論文利用共軛聚合物納米顆粒的特性和生物分子的特異性,設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一系列基于共軛聚合物的納米自組裝體,系統(tǒng)開展... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：135 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

a）2015年全球范圍內(nèi)，70歲以下人群因癌癥死亡的國(guó)家排名以及分布情況；b）2018年10種最常見癌癥病例的死亡分布圖

第一章綜述5天然抗菌肽（AMPs）是指由昆蟲體內(nèi)產(chǎn)生的具有陽(yáng)離子和疏水氨基酸的多肽，大多數(shù)AMPs通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜發(fā)揮抗菌活性，使細(xì)菌不易產(chǎn)生耐藥性。然而，AMPs的提取成本高、穩(wěn)定性低、毒性高，限制了其在臨床中的應(yīng)用[70-75]。因此，天然抗菌材料需要進(jìn)一步的修飾才能實(shí)現(xiàn)在臨床中的使用。1.3.1.2無機(jī)抗菌材料無機(jī)抗菌材料主要是金屬和金屬氧化物納米顆粒以及碳納米顆粒[46]。金屬自古以來就是有效的抗菌劑，已發(fā)現(xiàn)鎳（Ni）、鋅（Zn）、鎘（Cd）、銀（Ag）和銅（Cu）等金屬都具有抗菌性能。在這些金屬中，Ag由于具有較強(qiáng)的抗菌活性而被廣泛研究[47]。而一些貴金屬（如Au）則具有光熱轉(zhuǎn)化性能，在光照下可以產(chǎn)生熱，是良好的光熱抗菌材料[48,49]。金屬氧化物，特別是以納米形式存在的ZnO，NiO，CoO，CuO和Cu2O等都具有抗菌活性，其中大多數(shù)還可以通過光刺激產(chǎn)生活性氧（ROS）對(duì)細(xì)菌進(jìn)行殺傷[50-57]。富勒烯、單壁碳納米管（SWCNTs）和氧化石墨烯（GO）等碳納米顆粒也可以有效的殺死細(xì)菌[58-62]。無機(jī)金屬類抗菌材料具有較強(qiáng)的抗菌活性和高的穩(wěn)定性，然而大多數(shù)生物相容性差。因此，近年來發(fā)現(xiàn)將多種不同性能的材料組裝起來不僅可以彌補(bǔ)單一無機(jī)抗菌材料的缺陷，還可以達(dá)到更高效的治療效果[63]。圖1.3Au-Ag@SiO2NCs的制備以及抗菌原理圖。Figure1.3SchematicillustrationofthepreparationAu-Ag@SiO2NCandcorrespondingantibacterialapplicationsthroughthecombinationofphotothermalkillingandthereleasedsilverions.

第一章綜述7降低了抗菌肽的毒性，增加了其在生物體內(nèi)的穩(wěn)定性，并且為多肽類抗菌材料在體內(nèi)的應(yīng)用提供了新思路。圖1.4a）HD5衍生物的合成及納米組裝體系的構(gòu)建示意圖；b）HD5-myr納米組裝體和HD5殺傷細(xì)菌的示意圖。Figure1.4a)Synthesisofhumanα-defensin5(HD5)derivativesandconstructionofnano-assemblysystem;b)SchematicofHD5-myrnano-assemblyandHD5killingbacteria.通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜殺死細(xì)菌的抗菌肽雖然不容易產(chǎn)生耐藥性，然而對(duì)體內(nèi)的細(xì)胞毒性大。因此，開發(fā)抗菌活性高、細(xì)胞毒性低、生物相容性好的廣譜抗菌藥物是非常必要的。甲殼素具有低的細(xì)胞毒性，并且在生物體內(nèi)可以降解。基于此，2019年Haag課題組在甲殼素的側(cè)鏈修飾季銨鹽基團(tuán)，不僅不會(huì)引發(fā)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，還解決了抗菌材料毒性大的問題[85]。如圖1.5所示，甲殼素的乙酰氨基具有疏水性，進(jìn)一步利用溫和的反應(yīng)條件在側(cè)鏈的伯羥基上引入季銨鹽，形成了具有疏水性核和親水性陽(yáng)離子殼的殼核結(jié)構(gòu)納米材料。在甲殼素的側(cè)鏈修飾季銨鹽，增加其水溶性和正電荷密度，增強(qiáng)了抗菌活性。此外，季銨鹽修飾后的甲殼素保留了天然抗菌材料低細(xì)胞毒性的特性，對(duì)哺乳動(dòng)物的正常細(xì)胞幾乎沒有毒性，具有良好的溶血性和生物相容性，而對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌、


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