本文關(guān)鍵詞：多功能納米診療劑的構(gòu)建及其在腫瘤的成像與治療中的應(yīng)用研究　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：自從集診斷與治療于一體的“診療”概念被提出以來,設(shè)計和構(gòu)建多功能的診療劑就成為了癌癥診斷與治療研究領(lǐng)域中的熱點。近年來,隨著納米科技的飛速發(fā)展,一系列的無機(jī)納米復(fù)合材料被應(yīng)用于癌癥的成像、治療以及藥物傳輸,如介孔硅納米粒子、上轉(zhuǎn)換納米粒子、半導(dǎo)體量子點、磁性納米粒子等。在本論文中,我們設(shè)計并構(gòu)建了兩類基于稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料(UCNPs)和四氧化三錳的多功能納米診療劑,并深入系統(tǒng)的研究了其在癌癥診斷與治療中的潛在應(yīng)用性。主要研究內(nèi)容概括如下:1、稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料以其獨特的優(yōu)勢,如良好的光穩(wěn)定性,高的化學(xué)穩(wěn)定性,窄帶隙發(fā)射,無背景熒光的干擾以及低毒性等,在生物醫(yī)學(xué)方面展現(xiàn)了廣泛的潛在應(yīng)用性。傳統(tǒng)的以Yb~(3+)作為敏化劑的UCNPs,由于水分子對其激發(fā)光(980 nm)具有強(qiáng)吸收而產(chǎn)生過熱效應(yīng),極大阻礙了UCNPs在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。針對該問題,我們設(shè)計合成了Nd~(3+)敏化的稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子,用水分子吸收較弱的808 nm近紅外光作為激發(fā)光源,可以有效避免激光輻照對正常組織的熱損傷。由于Nd~(3+)和Yb~(3+)高的原子序數(shù)可以作為計算機(jī)斷層掃描(CT)的造影劑,由此該診療劑可以實現(xiàn)上轉(zhuǎn)換熒光和CT的雙重模式的成像,同時,在UCNPs表面用聚丙烯酸(PAA)修飾,進(jìn)一步與黑色素多巴胺(PDA)結(jié)合,既實現(xiàn)了高效率的光熱治療,也增加了材料本身的生物相容性。因此,PDA@UCNPs納米診療劑可以實現(xiàn)上轉(zhuǎn)換熒光和CT的雙重成像模式引導(dǎo)的光熱治療,實現(xiàn)腫瘤診療的一體化策略。2、由于固有的優(yōu)異磁學(xué)性質(zhì),錳(Mn)基納米材料有望成為新第一代核磁共振成像(MRI)的造影劑。與傳統(tǒng)的釓(Gd~(3+))造影劑相比,錳(Mn)基納米材料具有更低的生物毒性。然而,目前已報道的錳(Mn)基納米材料的弛豫率仍無法另人滿意,因此,急需設(shè)計合成具有高弛豫率、低毒性的新型錳(Mn)基MRI造影劑。在此,我們設(shè)計并合成了具有超高弛豫率的Mn_3O_4納米粒子作為T1-MRI造影劑,并在其表面包覆多巴胺(PDA),有效地提高了材料的生物相容性,降低了其本身的生物毒性。同時,利用PDA表面的豐富基團(tuán),實現(xiàn)了對抗癌藥物的負(fù)載。此外,我們在PDA表面通過雙氨基聚乙二醇(NH_2-PEG-NH_2)進(jìn)一步與具有細(xì)胞靶向的葉酸(FA)相結(jié)合,最終合成的FA-Mn_3O_4@PDA@PEG納米粒子,實現(xiàn)了T1-MRI引導(dǎo)靶向的化療/熱療協(xié)同進(jìn)行的腫瘤治療。
[Abstract]:Since the concept of "diagnosis and treatment" has been put forward since the integration of diagnosis and treatment, the design and construction of multifunctional diagnostic agents has become a hot topic in the field of cancer diagnosis and treatment. In recent years, with the rapid development of nanotechnology, a series of inorganic nanocomposites have been applied to cancer imaging, treatment and drug delivery, such as mesoporous silica nanoparticles, upconversion nanoparticles, semiconductor quantum dots, magnetic nanoparticles and so on. In this paper, we designed and constructed two kinds of multifunctional nano diagnostic agents based on rare earth doped upconversion luminescent nanomaterials (UCNPs) and four oxidized manganese three, and systematically studied their potential applications in cancer diagnosis and treatment. The main research contents are as follows: the conversion of luminescent nano material with its unique advantages in 1, rare earth doped, such as good light stability, high chemical stability, narrow bandgap emission, no background fluorescence interference and low toxicity, shows a potential wide application in biomedicine. The traditional UCNPs with Yb~ (3+) as sensitizer is overheated due to the strong absorption of water molecules to its excitation (980 nm), which greatly hinders the application of UCNPs in biomedicine. Aiming at this problem, we designed and synthesized Nd~ (3+) sensitized rare-earth upconversion nanoparticles, which absorbs 808 nm near infrared light with water molecules as excitation source, which can effectively avoid thermal damage to normal tissues irradiated by laser. The Nd~ (3+) and Yb~ (3+) high atomic number can be used as computed tomography (CT) contrast agent, dual mode imaging, thus the treatment agent can realize upconversion fluorescence and CT at the same time, on the surface of UCNPs with polyacrylic acid (PAA) modification, and further dopamine melanin (PDA) combined, not only realizes the efficient photothermal therapy, also increased the biocompatibility of the material itself. Therefore, the PDA@UCNPs nano diagnosis agent can realize the light and heat treatment guided by double imaging mode of upconversion fluorescence and CT, and realize the integration strategy of tumor diagnosis and treatment. 2. Due to its inherent excellent magnetic properties, manganese (Mn) - based nanomaterials are expected to be the contrast agents for the first generation NMR imaging (MRI). Manganese (Mn) - based nanomaterials have lower biotoxicity than conventional gadolinium (Gd~ (3+)) contrast agents. However, the reported Mn (Mn) based nano material relaxation rate is still not satisfying. Therefore, synthesis of new manganese high relaxivity and low toxicity design need (Mn) based MRI contrast agent. Here, we have designed and ultra high relaxivity Mn_3O_4 nanoparticles as T1-MRI contrast agent was synthesized and coated on the surface of dopamine (PDA), can effectively improve the biocompatibility of the material, reduce the toxicity of its own. At the same time, the load of anticancer drugs was realized by using the rich groups of the PDA surface. In addition, we have further synthesized FA-Mn_3O_4@PDA@PEG nanoparticles with PDA, which is combined with cell targeted folic acid (FA) on the surface of NH_2-PEG-NH_2 through the double amino polyethylene glycol (FA).
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R730;TQ421.7

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本文編號：1340736