本文關(guān)鍵詞：蠶絲蛋白調(diào)控?zé)o機(jī)納米粒子自組裝體及其抗腫瘤性能研究

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【摘要】：無機(jī)納米粒子由于其特殊的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)在癌癥治療領(lǐng)域得到了廣泛的研究。自組裝是一種簡(jiǎn)單的調(diào)控方式,通過模板改變納米粒子的形狀或排列優(yōu)化其應(yīng)用性能。家蠶絲蛋白具有良好的生物安全性與自組裝特性,本研究以家蠶絲蛋白(絲素和絲膠)為生物模板調(diào)控?zé)o機(jī)納米粒子的自組裝。本論文以二氧化硅納米粒子(SiO2)與金納米粒子(AuNPs)為研究對(duì)象,探索絲蛋白調(diào)控二氧化硅與金納米粒子自組裝形成納米球或納米纖維的最佳條件,并對(duì)其調(diào)控機(jī)理進(jìn)行探討。在此基礎(chǔ)上,檢驗(yàn)二氧化硅/絲蛋白復(fù)合納米材料藥物載體的功效,金/絲蛋白復(fù)合納米材料的光熱效應(yīng),通過細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn),證明絲蛋白/納米粒子自組體能有效抑制腫瘤生長(zhǎng)。本論文研究工作主要包括以下4部分:(1)蠶絲蛋白調(diào)控二氧化硅納米粒子自組裝構(gòu)建復(fù)合納米粒子首先采用蠶絲纖維(脫膠絲素纖維和電紡絲素納米纖維)為模板進(jìn)行二氧化硅納米粒子自組裝調(diào)控的嘗試。結(jié)果表明,蠶絲纖維能夠誘導(dǎo)硅納米粒子生成二氧化硅微管。絲素纖維制備的微管孔徑大、不穩(wěn)定,而絲素納米纖維為模板制備的二氧化硅微管孔徑約500 nm,表面光滑,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上,采用絲素蛋白(SF)與絲膠蛋白(SS)為軟模板,調(diào)控二氧化硅納米粒子的成核與自組裝。結(jié)果表明濃度范圍在0.1 mg/mL至10 mg/mL的絲素蛋白能夠調(diào)控二氧化硅自組裝成納米球,而濃度范圍在0.01 mg/mL至1 mg/mL的絲膠蛋白能夠調(diào)控二氧化硅自組裝成納米纖維。而且,改變氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和硅酸四乙酯(TEOS)的濃度,皆可調(diào)控二氧化硅納米球與二氧化硅納米纖維自組體的尺寸與形貌。形成二氧化硅納米自組體的同時(shí),其二級(jí)結(jié)構(gòu)與表面電位均發(fā)生了變化,表明絲蛋白是通過氫鍵和靜電引力的作用實(shí)現(xiàn)了對(duì)二氧化硅納米粒子自組裝。(2)二氧化硅/絲蛋白復(fù)合納米粒子用于抗腫瘤藥物載體將二氧化硅/絲素納米球(Si/SF)與二氧化硅/絲膠納米纖維(Si/SS)作為藥物載體,對(duì)抗腫瘤藥物鹽酸阿霉素(DOX)和紫杉醇(PTX)進(jìn)行裝載,并研究藥物在載體中的釋放行為。結(jié)果表明,二氧化硅/絲蛋白復(fù)合納米粒子具有很高的藥物裝載能力,對(duì)DOX的裝載率達(dá)到30%,對(duì)PTX的裝載率也接近10%;體外釋放結(jié)果表明,DOX能在二氧化硅/絲蛋白復(fù)合納米粒子中持續(xù)釋放并具有pH響應(yīng)性。Si/SF納米球與Si/SS納米纖維分別與HeLa細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)12 h和24h,通過胞內(nèi)定位與細(xì)胞毒性發(fā)現(xiàn),Si/SF納米球能進(jìn)入HeLa細(xì)胞,而Si/SS納米纖維則粘附在細(xì)胞表面,對(duì)HeLa細(xì)胞半致死抑制濃度(IC50)1 mg/mL,說明納米球與納米纖維形狀載體具有生物安全性。將DOX裝載到二氧化硅/絲蛋白復(fù)合納米粒子與HeLa細(xì)胞共培養(yǎng)1,2,3和5 d,對(duì)細(xì)胞活力進(jìn)行比較分析。結(jié)果顯示,DOX經(jīng)過Si/SF納米球和Si/SS納米纖維的裝載,能夠快速到達(dá)腫瘤細(xì)胞,更早發(fā)揮作用,抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。因此,與單純DOX相比,裝載DOX的二氧化硅/絲蛋白復(fù)合納米粒子能夠更有效的殺死腫瘤細(xì)胞。(3)蠶絲蛋白調(diào)控金納米粒子自組裝成納米纖維。采用溶膠法制備并用聚乙烯亞胺(PEI)修飾合成表面帶正電荷的金納米粒子。將絲素蛋白與金納米粒子反應(yīng),調(diào)控金納米粒子的自組裝。結(jié)果表明,絲素蛋白濃度范圍在25 μg/mL至200 μg/mL的情況下,可調(diào)控金納米粒子成纖維狀排列,并且改變絲素濃度、調(diào)控時(shí)間及PEI的分子量與濃度,可調(diào)控金納米粒子形成不同的自組裝形貌。電勢(shì)分析與結(jié)構(gòu)測(cè)試表明絲蛋白利用靜電引力對(duì)金納米粒子進(jìn)行調(diào)控,其二級(jí)結(jié)構(gòu)在調(diào)控過程中從α-螺旋轉(zhuǎn)變?yōu)棣抡郫B。(4)金粒子/絲蛋白納米纖維光熱抑制腫瘤生長(zhǎng)對(duì)絲蛋白調(diào)控生成的金粒子復(fù)合納米纖維(AuNPs/SF)進(jìn)行光譜分析。結(jié)果表明,與單分散金納米粒子相比,金納米粒子自組裝體的吸收峰紅移,在近紅外區(qū)域具有更高的光吸收。光熱成像測(cè)試表明AuNPs/SF納米纖維在808 nm激光照射下具有更高的光熱轉(zhuǎn)換效率。隨后采用乳腺癌細(xì)胞MCF-7與Bcap-37及荷瘤裸鼠為模型分別研究了 AuNPs/SF納米纖維在體外與體內(nèi)光熱抑制腫瘤的能力。體外實(shí)驗(yàn)表明,經(jīng)過808 nm激光照射6 min,100 μg/mL濃度的AuNPs/SF納米纖維能夠完全殺死MCF-7和Bcap-37細(xì)胞,而相同濃度的AuNPs對(duì)細(xì)胞的致死率只有50%。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)腫瘤原位注射AuNPs/SF納米纖維并進(jìn)行光照處理能夠有效控制腫瘤生長(zhǎng),光照2周后裸鼠腫瘤接近消失。而PBS組與AuNPs處理組的腫瘤未見明顯抑制現(xiàn)象,仍然繼續(xù)生長(zhǎng)。因此,相較于單分散金納米粒子,金粒子/絲蛋白納米纖維能更有效的殺死腫瘤細(xì)胞并抑制腫瘤組織的生長(zhǎng)。本研究以蠶絲蛋白為模板成功調(diào)控了二氧化硅納米粒子和金納米粒子的自組裝,一方面提高了二氧化硅納米粒子作為藥物載體的載藥效率及對(duì)腫瘤細(xì)胞的致死能力,另一方面改善了金納米粒子的光學(xué)性質(zhì),增強(qiáng)金納米粒子在近紅外區(qū)域的光熱轉(zhuǎn)換效率,拓寬了金納米粒子光熱抑制腫瘤的應(yīng)用。因此,本研究提供了一種新思路,利用蠶絲蛋白調(diào)控?zé)o機(jī)納米粒子自組裝,從而改善納米粒子的性質(zhì),提高納米粒子的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值,并且拓寬了絲蛋白生物材料的應(yīng)用范圍。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R318.08;TB383.1

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2 朱云峰,葛圣松,邵謙;無機(jī)納米粒子/乳液復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];中國(guó)粉體技術(shù);2004年06期

3 歐寶立;李篤信;;無機(jī)納米粒子表面修飾[J];高分子材料科學(xué)與工程;2008年05期

4 李新新;侯森;馮喜增;;無機(jī)納米粒子作為基因載體的研究進(jìn)展[J];生命科學(xué);2008年03期

5 欒安博;黃奇然;黃創(chuàng)鋒;楊偉和;;聚丙烯/無機(jī)納米粒子復(fù)合材料研究進(jìn)展[J];廣東化工;2008年08期

6 孫海波;;無機(jī)納米粒子表面修飾研究進(jìn)展[J];塑料制造;2009年07期

7 賈建民;郭睿;季振清;;無機(jī)納米粒子改性聚氨酯的研究[J];西部皮革;2009年21期

8 劉闖;王元貴;耿家青;姜忠義;楊冬;;無機(jī)納米粒子的生物合成[J];化學(xué)進(jìn)展;2011年12期

9 鮑艷;魯娟;馬建中;;各向異性無機(jī)納米粒子的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年S1期

10 寧國(guó)華;李效龍;關(guān)術(shù)平;;黑鈣土無機(jī)納米粒子對(duì)玉米秸稈腐解形成產(chǎn)物的影響[J];科技致富向?qū)?2012年24期

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1 張宇;汪昕;馬明;付德剛;劉舉正;顧寧;陸祖宏;徐嶺;陳坤基;;無機(jī)納米粒子的二階光學(xué)非線性研究[A];2003年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國(guó)會(huì)議論文摘要集[C];2003年

2 李煒坤;劉善芹;朱錦濤;;基于乳滴界面不穩(wěn)定現(xiàn)象制備嵌段共聚物/無機(jī)納米粒子雜化膠束[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

3 王珂;梁銳晶;李煒坤;朱錦濤;;聚合物導(dǎo)向無機(jī)納米粒子的受限組裝[A];2014年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2014年

4 唐智勇;;手性無機(jī)納米粒子:起源,光學(xué)性質(zhì),生物應(yīng)用[A];第四屆全國(guó)分子手性學(xué)術(shù)研討會(huì)暨2011綠色手性論壇論文摘要集[C];2011年

5 李煒坤;劉善芹;鄧仁華;朱錦濤;;基于超分子聚合物自組裝制備聚合物/無機(jī)納米粒子雜化膠束[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

6 唐智勇;;手性無機(jī)納米粒子:起源、光學(xué)性質(zhì)及生物應(yīng)用[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

7 阮文紅;章明秋;容敏智;;雙界面調(diào)控增韌無機(jī)納米粒子/聚合物復(fù)合材料的研究[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2009年

8 曾重;于建;郭朝霞;;無機(jī)納米粒子的高分子包覆與表面功能化[A];2005年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2005年

9 李波;許向彬;李忠明;;通過無機(jī)納米粒子調(diào)控炭黑填充的不相容聚合物復(fù)合材料的電性能[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2007年

10 楊武利;吉明磊;吳雁;汪長(zhǎng)春;府壽寬;;高分子與無機(jī)納米粒子靜電組裝的復(fù)合微球[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2007年

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1 李欣宇;無機(jī)納米粒子/生物分子組裝體的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 王珂;聚合物接枝無機(jī)納米粒子在受限條件下的自組裝[D];華中科技大學(xué);2016年

3 王捷;蠶絲蛋白調(diào)控?zé)o機(jī)納米粒子自組裝體及其抗腫瘤性能研究[D];浙江大學(xué);2017年

4 張宏;無機(jī)納米粒子/聚合物復(fù)合材料的制備與性能研究[D];蘭州大學(xué);2007年

5 荊勝羽;幾種無機(jī)納米粒子/導(dǎo)電聚合物核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合物的設(shè)計(jì)合成及性能研究[D];吉林大學(xué);2009年

6 李煒坤;超分子聚合物/無機(jī)納米粒子有序組裝體的結(jié)構(gòu)與性能[D];華中科技大學(xué);2013年

7 高微;聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/無機(jī)納米復(fù)合材料的制備與研究[D];吉林大學(xué);2013年

8 邵謙;無機(jī)納米粒子改性復(fù)合乳液的制備及在水性涂料中的應(yīng)用[D];山東大學(xué);2007年

9 彭紅瑞;無機(jī)納米粒子/聚合物復(fù)合材料的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2005年

10 胡楚;聚乙烯亞胺修飾的無機(jī)納米粒子作為基因載體的研究[D];武漢大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何霄;木材-無機(jī)納米復(fù)合體系中納米粒子分散機(jī)制研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2015年

2 張潔;聚苯胺/無機(jī)納米粒子復(fù)合材料的制備及其傳感特性研究[D];太原理工大學(xué);2016年

3 劉程林;基于微納疊層技術(shù)的二維無機(jī)納米粒子在聚合物基體中可控分散取向機(jī)理的研究[D];北京化工大學(xué);2016年

4 李鵬;舍VA二唑、芴的共軛型表面活性劑的制備及表征[D];華中師范大學(xué);2014年

5 陳業(yè)煌;聚合物/無機(jī)納米粒子復(fù)合材料的溶液澆鑄法制備及性能研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2017年

6 許發(fā)功;無機(jī)納米粒子的制備、表征及作為生物探針的應(yīng)用[D];安徽師范大學(xué);2004年

7 吉明磊;含胺基共聚物與無機(jī)納米粒子的納米復(fù)合與組裝[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

8 田滿紅;聚氯乙烯/無機(jī)納米粒子復(fù)合材料的力化學(xué)增強(qiáng)增韌研究[D];四川大學(xué);2003年

9 錢翠珠;二元高分子體系穩(wěn)定無機(jī)納米粒子的研究[D];南京理工大學(xué);2005年

10 劉寧;表面修飾的無機(jī)納米粒子的制備及其摩擦性能的研究[D];吉林大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：1297100