【摘要】：由于具備優(yōu)良的光學(xué)特性,量子點作為一種熒光生物探針在生物醫(yī)學(xué)成像研究中有廣泛的應(yīng)用。早期的量子點熒光探針以含鎘量子點為主,如碲化鎘,硒化鎘等。由于這些量子點材料本身含有鎘元素,應(yīng)用于生物樣品時存在鎘離子暴露的毒性風(fēng)險,于是近年來人們開發(fā)了很多無鎘量子點。磷化銦(Indium Phosphide,InP)量子點是目前應(yīng)用最廣泛的非鎘量子點之一,與傳統(tǒng)的含鎘量子點相比,具有更穩(wěn)定的共價鍵和更好的生物相容性,被認(rèn)為具有更大的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛能。量子點的表面功能化,是影響其應(yīng)用性能和生物效應(yīng)的重要因素之一,為探索InP量子點的生物應(yīng)用可行性,我們選用了分別用羧基(COOH)、氨基(NH_2)、羥基(OH)修飾的InP量子點,從細(xì)胞成像應(yīng)用和生物效應(yīng)兩方面對其進行了系統(tǒng)的研究。1、InP量子點用于細(xì)胞標(biāo)記選擇肺癌細(xì)胞HCC-15和肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞RLE-6TN與InP量子點共孵育4小時后,采用共聚焦成像和流式細(xì)胞術(shù)檢測量子點對細(xì)胞的標(biāo)記情況。共聚焦成像結(jié)果表明:InP-COOH,InP-NH_2,InP-OH三種量子點均可以標(biāo)記于HCC-15和RLE-6TN細(xì)胞,量子點被細(xì)胞攝取后會聚積在細(xì)胞質(zhì)中;流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果表明:細(xì)胞對量子點的攝取與濃度相關(guān),使用濃度為2μg/mL時,細(xì)胞對InP-OH的攝取率均比InP-COOH和InP-NH_2低,存在顯著性差異;而濃度20μg/mL為時,細(xì)胞對三種量子點的攝取率相當(dāng),均高于90%。2、InP量子點用于基因藥物示蹤載體經(jīng)過聚乙烯亞胺(Polyethylenimine,PEI)修飾的InP量子點可以作為基因藥物示蹤的納米載體。將選擇穩(wěn)定性最佳的InP-COOH量子點,用PEI修飾后與小干擾RNA(Small interference RNA,siRNA)進行偶聯(lián)形成納米復(fù)合物,利用共聚焦成像技術(shù)和流式細(xì)胞術(shù)檢測siRNA的轉(zhuǎn)染效果。共聚焦成像結(jié)果表明:InP量子點可以成功運載siRNA進入HCC-15細(xì)胞;流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果表明:InP量子點對細(xì)胞的轉(zhuǎn)染率達31%,可以作為siRNA的有效示蹤載體。3、InP量子點的體外生物效應(yīng)研究將HCC-15和RLE-6TN細(xì)胞與InP量子點共孵育24或48小時后,利用MTT和凋亡試劑盒檢測量子點的細(xì)胞毒性,利用ROS試劑盒檢測量子點對細(xì)胞的損傷機制。實驗結(jié)果表明:InP量子點對HCC-15和RLE-6TN細(xì)胞活性的影響,量子點處理細(xì)胞24小時內(nèi),細(xì)胞正常增殖,處理時間為48小時后,當(dāng)量子點濃度高于20μg/mL時,表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性;InP量子點處理細(xì)胞48小時后會誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡;量子點誘發(fā)的氧化應(yīng)激損傷可能是導(dǎo)致細(xì)胞毒性效應(yīng)的原因之一。4、InP量子點的體內(nèi)生物效應(yīng)InP量子點(劑量25 mg/kg)經(jīng)氣管吸入進入BALB/c小鼠,分別在1、2、4、8、12、24 h取小鼠血液,在2、24 h取主要臟器,采用組織冰凍切片熒光成像和ICP-MS檢測量子點在小鼠體內(nèi)的分布,采用HE染色檢測量子點對臟器的損傷效應(yīng)。小鼠組織熒光成像結(jié)果表明InP量子點經(jīng)氣管吸入24小時后在肺中有大量蓄積,且可以保持量子點的發(fā)熒光能力。ICP-MS結(jié)果表明InP量子點可以透過血氣屏障分布于小鼠各主要臟器中,在腎臟中的蓄積量最多,在肝臟中的蓄積最不易被清除。HE實驗結(jié)果表明量子點在小鼠肺臟中的蓄積并未引發(fā)其組織形態(tài)的改變。綜上所述,InP量子點作為細(xì)胞熒光標(biāo)記探針和示蹤載體應(yīng)用于活細(xì)胞成像;量子點濃度高于20μg/mL時,可通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激損傷造成細(xì)胞活性降低甚至發(fā)生凋亡;劑量為25 mg/kg的InP量子點經(jīng)氣管吸入后,可在小鼠肝、腎、肺蓄積,但不會對小鼠臟器產(chǎn)生明顯損傷。研究成果對于推進InP量子點在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的安全應(yīng)用提供了參考佐證。
【圖文】：

磷化銦量子點在細(xì)胞成像中的應(yīng)用及其生物效應(yīng)研究第 3 章 結(jié)果與討論3.1 磷化銦量子點的表征為了更好地了解 InP 量子點的生物效應(yīng)以及作用機制，需要對量子點的物理化學(xué)特性進行詳盡的表征。量子點的粒徑大小和粒徑分布與小尺寸效應(yīng)密切相關(guān)，對其的表征必不可少。光致發(fā)光特性是量子點作為功能化納米粒子的重要應(yīng)用性能，，故而我們對其吸收光譜和發(fā)射光譜進行了測定。

磷化銦量子點在細(xì)胞成像中的應(yīng)用及其生物效應(yīng)研究nP 量子點的結(jié)構(gòu)沒有造成很大影響。這一現(xiàn)象與 Yon用動態(tài)光散射法（DLS，Dynamic Light Scattering）測別為 9.267±2.769 nm, 11.70±3.031 nm 和 97.79±31.74 n點用于細(xì)胞標(biāo)記細(xì)胞的共聚焦成像P 量子點分別對腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞的標(biāo)記效果，我們-15 和肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞 RLE-6TN，并利用共聚焦成像
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R318

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本文編號：2689522