本文關(guān)鍵詞：硅基納米材料在生物成像與疾病診療方面的基礎(chǔ)應(yīng)用研究

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【摘要】：硅元素的含量高居地球中化學(xué)元素含量的第二位,這為大量廉價(jià)合成制備硅納米材料提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。硅納米結(jié)構(gòu),尤其是一維的硅納米線和零維的硅納米顆粒,由于其優(yōu)良的理化/光電性能、良好的生物相容性及表面易修飾等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于能源、催化學(xué)、生物學(xué)及生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。更為重要的是,相比于其他的納米結(jié)構(gòu),如:金屬納米結(jié)構(gòu)(金納米結(jié)構(gòu)、銀納米顆粒等)、II-VI族量子點(diǎn)及碳納米材料,硅納米結(jié)構(gòu)能夠在體內(nèi)降解為低毒或無毒的產(chǎn)物并且通過腎臟排出體外,使其在生物學(xué)及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用備受青睞。此外,大的比表面積使得硅納米材料可進(jìn)行藥物裝載或修飾多種生物分子,從而可以將硅納米結(jié)構(gòu)組裝為多功能的硅基納米藥物、納米探針應(yīng)用于生物成像、疾病檢測(cè)及治療等諸多領(lǐng)域,為納米生物技術(shù)領(lǐng)域向前發(fā)展開辟了新的方向。在本篇博士論文中,基于我們課題組前期合成制備得到的一系列性能優(yōu)異的硅納米線和熒光硅納米顆粒,我們較為系統(tǒng)地研究了硅基納米結(jié)構(gòu)與細(xì)胞間的相互作用、在疾病的檢測(cè)及治療方面的應(yīng)用,表明了硅納米結(jié)構(gòu)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的獨(dú)特性質(zhì)及優(yōu)勢(shì)。第一章:簡要概述了硅基納米生物技術(shù)的研究進(jìn)展,著重闡明本篇博士論文的研究依據(jù)及研究內(nèi)容;第二章:基于硅納米線的藥物載體對(duì)多藥耐藥性腫瘤細(xì)胞的治療研究。我們利用硅納米線作為藥物載體,發(fā)展了一種新型的硅基納米藥物載體有效地治療多藥耐藥性乳腺癌細(xì)胞。相比于游離阿霉素分子及其他納米藥物載體,硅納米線藥物載體具有極小的耐藥比值(~2.0),能夠有效的殺傷多藥耐藥性腫瘤細(xì)胞。由于硅納米線能夠可控地大量合成,該研究展示了硅納米線藥物載體有望應(yīng)用于疾病治療領(lǐng)域,尤其對(duì)多藥耐藥性腫瘤治療的研究之中;第三章:基于金納米顆粒修飾的硅納米線的近紅外光熱試劑在活體腫瘤治療中的應(yīng)用研究。我們利用金納米顆粒修飾的硅納米線作為高效的近紅外光熱試劑實(shí)現(xiàn)了荷瘤小鼠腫瘤的有效治療,并且實(shí)驗(yàn)組小鼠存活長達(dá)八個(gè)月未見腫瘤復(fù)發(fā)。這是利用納米材料進(jìn)行光熱治療實(shí)現(xiàn)荷瘤小鼠最長存活率的報(bào)道;第四章:DNA適配體自組裝到熒光硅納米顆粒表面作為新型納米診療探針同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向、成像及治療。我們將同時(shí)具有靶向性、藥物負(fù)載及可控藥物釋放功能的DNA適配體自組裝到熒光硅納米顆粒表面。構(gòu)建的熒光納米探針能夠高效地靶向到腫瘤細(xì)胞表面,并且通過受體介導(dǎo)的胞吞作用進(jìn)入到腫瘤細(xì)胞內(nèi),在細(xì)胞內(nèi)核酸酶的作用下DNA適配體被降解釋放出藥物分子,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷。在這一過程中,利用硅納米顆粒的熒光特性實(shí)現(xiàn)對(duì)納米探針在細(xì)胞內(nèi)的示蹤;第五章:熒光硅納米顆粒對(duì)人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞遷移影響的研究。我們用表面帶羧基基團(tuán)和表面帶氨基基團(tuán)的熒光硅納米顆粒分別處理人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞,觀察其對(duì)細(xì)胞遷移的影響。在我們的研究中,兩種熒光硅納米顆粒都可以影響細(xì)胞骨架形成,從而在不同程度上抑制細(xì)胞遷移率。綜上所述,本論文發(fā)展了基于一維硅納米線和零維熒光硅納米顆粒為載體的納米探針實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞的成像、疾病的檢測(cè)及治療,較為系統(tǒng)的研究了硅基納米結(jié)構(gòu)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用,包括:多藥耐藥性腫瘤細(xì)胞的治療研究,荷瘤小鼠的光熱治療研究,腫瘤細(xì)胞的標(biāo)記、成像示蹤和化療的協(xié)同研究,以及視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞遷移影響的研究。我們的研究顯示了硅基納米結(jié)構(gòu)在納米生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;R318
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本文編號(hào)：1282305