【摘要】：目的:長期以來,惡性腫瘤嚴(yán)重阻礙了人類的健康和生命安全,研究出一種可以精確靶向初期癌癥的制劑成為癌癥研究中亟待解決地難題。計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)具有高效性和高空間分辨率,有利于實(shí)現(xiàn)腫瘤的精確診斷,已引起人們的廣泛關(guān)注。本研究制備了一種納米CT造影劑,并對其腫瘤靶向性成像能力進(jìn)行了研究,大大提高了腫瘤診斷的準(zhǔn)確性。內(nèi)容:本研究通過多步合成成功制備了RGD修飾的腫瘤靶向性含碘納米粒子,并在其表面標(biāo)記了熒光分子Cy5.5,詳細(xì)步驟含有含碘單體物質(zhì)的合成、碘化納米粒子的制備和納米粒子地表面修飾。通過核磁共振儀(~1H-NMR)、質(zhì)譜儀(MS)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP-OES)、透射電子顯微鏡(TEM)、動(dòng)態(tài)激光粒度分析儀(DLS)、紫外-可見分光光度計(jì)(UV-vis)等手段對其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表征。采用流式細(xì)胞機(jī)器(FCM)、激光掃描共聚焦熒光顯微鏡(LSCM)和MTT法對納米粒子的細(xì)胞攝取和毒性狀況進(jìn)行研究。荷瘤小鼠模型尾靜脈注射納米粒子后,通過小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)和CT掃描儀對納米粒子的體內(nèi)成像性能進(jìn)行探究。方法:本研究以碘帕醇為原料進(jìn)行多步合成,得到甲基丙烯酸酯化的碘帕醇(MAI)。然后通過沉淀聚合制備法,N,N'-雙(丙稀酰)胱胺(BAC)發(fā)揮交聯(lián)劑地作用,偶氮二異丁腈(AIBN)引發(fā)合成含碘納米粒子(PMAI)反應(yīng)地進(jìn)行,并利用酯化反應(yīng)將聚乙二醇(PEG)改造在納米粒子表面,得到PMAI-PEG納米粒子,并通過RGD上的巰基和PEG上的馬來酰亞胺基團(tuán)反應(yīng)在納米粒子表面修飾RGD,得到PMAI-PEG-RGD納米粒子,然后通過酯化反應(yīng)將熒光分子Cy5.5標(biāo)記在納米粒子內(nèi)部的空隙內(nèi)。隨后,本課題對實(shí)驗(yàn)中所得的納米粒子造影劑的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征通過核磁共振儀檢測多步合成中各物質(zhì)的~1H-NMR圖。采用質(zhì)譜機(jī)器肯定各物質(zhì)的分子量。采用FT-IR表征納米粒子的化學(xué)結(jié)構(gòu),確定PEG和RGD是否被成功修飾在納米粒子表面。通過電鏡考察納米粒子的粒徑和外觀形貌。采用DLS檢測各步所得納米粒子的粒徑、分散系數(shù)及其表面電荷。ICP-OES檢測納米粒子的碘含量。采用UV-vis考察納米粒子溶液在氧化還原條件下吸光度的變化,考察其降解性能。采用MTT法考察PMAI-PEG-RGD納米粒子的細(xì)胞毒性,采用流式細(xì)胞儀器和激光共聚焦顯微鏡考察其體外攝取能力。采用小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)和CT掃描儀考察納米粒子X射線吸收性能和體內(nèi)CT成像性能。結(jié)果:多步合成過程中的~1H-NMR譜圖和質(zhì)譜圖證實(shí)成功合成了含碘化合物單體MAI。FT-IR譜圖證實(shí)PEG和RGD被成功修飾在納米粒子表面。TEM跟DLS實(shí)驗(yàn)結(jié)果闡明,各步制備的納米粒子形貌光滑、粒徑均勻、分散性良好,且具有較窄的粒徑分布,最終所得PMAI-PEG-RGD納米粒子的粒徑為89 nm,DLS實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明納米粒子PMAI,PMAI-PEG,PMAI-PEG-RGD納米粒子的Zeta電位分別為-9.6 mV,-13.6 mV和-27.6 mV,同時(shí)表明納米粒子能夠利用同電荷靜電排斥作用保持其物理穩(wěn)定性。ICP-OES結(jié)果顯示,PMAI-PEG-RGD納米粒子中碘的含量為30%。UV-vis研究結(jié)果表明,納米粒子在DTT存在下能夠氧化還原響應(yīng)性降解。MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,PMAI-PEG-RGD納米粒子的濃度高達(dá)1000μg·mL~(-1)時(shí),細(xì)胞的存活率仍在83%以上,闡明了此納米粒不明顯影響細(xì)胞的正常生長,具備低毒害性。流式細(xì)胞術(shù)和激光共聚焦熒光顯微鏡結(jié)果表明,PMAI-PEG-RGD納米粒子具有較強(qiáng)的細(xì)胞攝取能力。小動(dòng)物活體成像地研究表明,PMAI-PEG-RGD納米材料能夠較好的主動(dòng)靶向腫瘤區(qū)域,可增長納米材料在腫瘤部位的積貯。此外,CT顯影結(jié)果表明,PMAI-PEG-RGD納米粒子具有強(qiáng)X-射線衰減效能,具有癌癥靶向性并且能夠大部分蓄累在癌癥區(qū)域,加大腫瘤部位的CT顯影效果。結(jié)論:本課題成功設(shè)計(jì)并制備了PMAI-PEG-RGD納米粒子,研究結(jié)果表明該納米粒子具有氧化還原響應(yīng)性降解特性、優(yōu)良的細(xì)胞攝取能力和較低的細(xì)胞毒性,能夠主動(dòng)靶向腫瘤部位,并大量蓄積于腫瘤部位,具有強(qiáng)的X-射線衰減性能,增強(qiáng)腫瘤部位的CT成像,因此,該納米粒子在腫瘤靶向性CT成像診斷方面具有潛在的應(yīng)用前景。
【圖文】：

N'-雙-（2,2-二甲基-[1,3]二氧六環(huán)-5-基）-5-[（2-羥基-1-氧化丙基）氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺（化合物Ⅰ）的合成將 N,N-二甲基乙酰胺（DMA）利用 4A 型分子篩干燥至無水，在 100 mL的雙頸圓底燒瓶中加入 40 mL 備用，然后加入碘帕醇 10.0 g（12.8 mmol）。隨后加入催化劑 98%的濃硫酸 0.520 g（5.20 mmol），攪拌 20 min，緩慢滴加 2,2-二甲氧基丙烷 6.40 mL（52.1 mmol）參加反應(yīng)，30 min 內(nèi)滴加完。在 55℃條件下繼續(xù)加熱攪拌，反應(yīng)過程中通過薄層色譜（TCL）檢測反應(yīng)是否完全。24 h后停止反應(yīng)，停止加熱并將反應(yīng)液緩慢降至室溫，待反應(yīng)液冷卻后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3%的碳酸氫鈉溶液中和反應(yīng)液，使用油泵高溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分溶劑，得到淡黃色油狀物。向油狀物中加入 150 mL 蒸餾水，室溫?cái)嚢?2 h 后離心得到白色固體，并用蒸餾水洗滌兩遍以除去未反應(yīng)的原料和雜質(zhì)。將產(chǎn)品放置在真空干燥箱中，過夜（50℃），以達(dá)到恒定的重量，，粗產(chǎn)品為 8 克。粗產(chǎn)品經(jīng)硅膠柱層析分離純化（二氯甲烷：甲醇=15:1）得到 5 g 白色化合物Ⅰ，產(chǎn)率為 45.6%。利用核磁共振氫譜以及質(zhì)譜儀對碘帕醇和產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。1H-NMR(DMSO-d6), δ: 1.34-1.37 (m, 15H, -CH3), 3.72-3.77 (m, 4H, -CH2CH-,

圖 1.2 2-甲基-丙烯酸 1-[3,5-雙-（2,2-二甲基-[1,3]二氧六環(huán)-5-基氨基甲�；�-2,4,6-三碘-苯氨基甲�；鵠-乙酯（化合物Ⅱ）的合成在 50 mL 的燒瓶中加入無水 DMA8 mL，隨后加物質(zhì)Ⅰ2.00 g（2.33 mmol），加熱使其完全溶解，形成均勻透明的溶液。在攪拌條件下加入 4A 型分子篩干燥過的無水三乙胺（TEA）1.95 mL（19.3 mmol），攪拌 20 min，然后在無水條件下，將甲基丙烯酰氯 0.970 mL（9.32 mmol）逐滴滴加至上述的溶液中（約 2 h內(nèi)滴完），滴加完成后在室溫下持續(xù)攪拌反應(yīng) 2 h。將油浴中架上圓底燒瓶，上面連接冷凝管、磨口彎形干燥管，將反應(yīng)系統(tǒng)的溫度升高到 55℃再進(jìn)行 48 h，結(jié)束反應(yīng)。將反應(yīng)液過濾，除去反應(yīng)液中的銨鹽，將所得濾液濃縮后得到黃色油狀物質(zhì)，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 4%的碳酸氫鈉溶液洗滌兩遍，離心得到白色固體，50℃真空干燥 24 h，得到粗產(chǎn)物 1.6 g，粗產(chǎn)品分離用硅膠柱層析（石油醚：乙酸乙酯：甲醇=6:3:0.5）得到 0.3 g 白色化合物Ⅱ，產(chǎn)率為 14.1%。利用核磁共振氫譜以及質(zhì)譜儀對碘帕醇和產(chǎn)物Ⅱ進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。1H-NMR(400 MHz, DMSO-d6), δ: 1.34-1.37 (m, 12H, -CH3), 1.59 (m, 3H, -CH3),1.92 (m, 3H, -CH3), 3.32 (m, 2H,-CH2CH-), 3.72-3.93 (m, 8H, -CH2-), 5.26 (m, 1H,
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R943

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本文編號(hào)：2661088