【摘要】：背景:骨組織在不斷更新改建中維持著動態(tài)平衡,成骨細胞和破骨細胞為其主要執(zhí)行參與者。在口腔臨床應用中,骨量丟失多由牙周炎、腫瘤和外傷等原因導致。牙槽骨的代謝和組織改建是人身體內所有骨骼中最為活躍的。當牙周炎等原因侵襲牙槽骨時,引起骨吸收的同時牙支持組織也相繼喪失,牙齒松動度也逐漸增大,最終牙齒脫落或者被動拔除。這些對于患者來說,不僅影響其生理功能如咀嚼、發(fā)音等,還影響其身心健康。然而,目前的骨缺損相關治療方法還伴隨著一些弊端,例如不可避免的供體部位缺損、來源有限及免疫反應等不足。因此,急需尋找一種新的骨再生材料。熒光碳點(carbon dots,CDs)是一種光活性納米材料,其結構相對簡單、粒徑小、毒性小和穿透率強,近年來備受學者們廣泛關注。本研究探討葡萄糖酸鋅碳點在細胞成像及其體外促進成骨分化作用中的效果,為進一步開展葡萄糖酸鋅碳點的生物學應用提供科學的理論依據(jù)。方法:1.碳點的合成:采用一步水熱法,以葡萄糖酸鋅作為原料合成葡萄糖酸鋅碳點。2.碳點的表征:通過透射電子顯微鏡(TEM)觀察碳點的尺寸、形貌,傅立葉變換得到樣品紅外光譜(FT-IR),熒光光譜儀掃描獲取樣品的熒光光譜。3.碳點的細胞毒性檢測:將小鼠前成骨細胞系MC3T3-E1與梯度濃度碳點(0、0.01、0.1、1、10、100、1000μ g/mL)浸提液共培養(yǎng)。通過MTT法考察碳點的細胞毒性。4.碳點的細胞攝取率檢測:通過流式細胞技術定量分析MC3T3-E1細胞對碳點的攝取情況。5.碳點的熒光成像:應用激光共聚焦成像觀察最佳使用濃度下MC3T3-E1細胞的成像特點。6.梯度濃度碳點的促成骨活性檢測:將MC3T3-E1細胞與梯度濃度碳點(0、0.01、0.1、1、10、100μg/mL)浸提液共培養(yǎng)3,7和14天,通過應用堿性磷酸酶試劑盒檢測細胞內堿性磷酸酶表達情況和qRT-PCR技術檢測成骨相關基因mRNA表達。并在共培養(yǎng)21天后,通過茜素紅染色檢測礦化程度。結果:1.碳點的合成及表征:TEM結果表明成功合成5.25 nm的碳點,FT-IR結果表明主要由羥基和羧基基團構成碳點的表面,熒光光譜表明碳點的激發(fā)、發(fā)射光譜廣泛。2.碳點的毒性:MTT結果顯示碳點濃度在100 μg/mL以下,細胞毒性不明顯。3.碳點的攝取率:流式細胞分析結果顯示,100 μg/mL碳點處理6h后,細胞攝取率高達95%以上并穩(wěn)定維持,表明碳點能有效被MC3T3-E1細胞攝入。4.碳點熒光成像結果顯示:MC3T3-E1細胞可以呈現(xiàn)藍色、綠色和紅色的熒光圖像。5.促成骨分化活性相關檢測結果:第3、7和14天時,堿性磷酸酶相應活性隨碳點濃度的增加而升高;Runt相關轉錄因子2基因(Runx2)、堿性磷酸酶基因(Alp)和骨鈣素基因(Ocn)表達也隨碳點劑量的增加而升高;第21天時,茜素紅染色結果顯示各濃度碳點鈣結節(jié)量均比對照組多,也呈劑量依賴性。結論:1.合成的葡萄糖酸鋅碳點的平均尺寸為5.25 nm,具有激發(fā)波長依賴特性的球形碳納米顆粒。2.葡萄糖酸鋅碳點生物相容性良好,能夠被MC3T3-E1細胞有效攝取,并能激發(fā)呈現(xiàn)多色熒光圖像。3.葡萄糖酸鋅碳點對MC3T3-E1細胞具有促成骨分化作用。
【圖文】：

３．１碳點的表征逡逑３．１．１碳點的大小形態(tài)及分布逡逑ＴＥＭ觀察可見碳點是仿球形顆粒，且分散均勻（圖３．１）。隨機選�。担皞�逡逑碳點，通過Ｎａｎｏ邋Ｍｅａｓｕｒｅｒ軟件計算直徑，其粒徑約為５．２５邋ｎｍ。ＨＲＴＥＭ觀察可逡逑見碳點具有晶格條紋，且晶格間距為０．２０邋ｎｍ，與石墨結構晶格間距相近。逡逑圖３．１碳點的（Ａ）邋ＴＥＭ和（Ｂ）邋ＨＲＴＥＭ照片，虛線圓圈內為碳點逡逑３．１．２邋ＦＴ－ＩＲ邋結果逡逑從ＦＴ－ＩＲ中（圖３．２）可以看出，碳點表面不僅有羥基，還有羧基官能團，逡逑３５００邋ｃｍ－１左右處與０－Ｈ的伸縮振動峰對應，１５００邋ｃｍ－１左右處與Ｃ＝０的振動峰逡逑對應，１０００邋ｃｍ－１左右處與Ｃ－０的伸縮振動峰對應，這些基團賦予了碳點良好的逡逑水溶性和進一步表面修飾的可能性，使其在生物醫(yī)學領域將具有更好的應用前逡逑里逡逑0逡逑１２逡逑

３００邋ｎｍ￣４００邋ｎｍ代表對應的激發(fā)波長，每一條激發(fā)波長光譜在橫坐標上具有其相逡逑對應的發(fā)射波長。當激發(fā)波長為３６０邋ｎｍ時，碳點溶液具有最佳發(fā)射效應，其發(fā)逡逑射波長為４５０邋ｎｍ邋（圖３．３）。逡逑■■■■■＇邐３００逡逑ｒ＼邋—ｉｉ°0逡逑函逡逑３５０邐４００邐４５０邐５００邐５５０邐６００邐６５０逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋（ｎｍ）逡逑圖３．３碳點的光譜結果逡逑１３逡逑
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R78

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本文編號：2609725