【摘要】：目的:實現(xiàn)癌癥的早期診斷與治療對于延長患者生存期、提高患者生活質(zhì)量具有重要意義。診療一體化納米平臺將生物成像、靶向遞送以及治療劑的控制釋放等多個功能模塊整合到單個納米粒中,同時實現(xiàn)腫瘤的診斷和治療,以成像診斷引導(dǎo)腫瘤治療,減少不良反應(yīng),提高治療效率。稀土上轉(zhuǎn)換納米粒(UCNPs)獨特的上轉(zhuǎn)換發(fā)光(UCL)性質(zhì)以及在光動力治療、光熱治療以及藥物遞送方面的應(yīng)用基礎(chǔ)使其成為構(gòu)建診療一體化納米平臺的前景材料。我們以稀土上轉(zhuǎn)換納米粒為平臺,首次利用對順式二醇和pH雙響應(yīng)的硼酸酯鍵構(gòu)建了負(fù)載抗腫瘤藥物喜樹堿(CPT)的靶向診療一體化探針(CPT-UCNPs)用于腫瘤細(xì)胞的上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像與治療。硼酸酯鍵的雙響應(yīng)機(jī)制可以增強(qiáng)藥物在腫瘤部位的釋放,提高治療效果,為UCNPs遞藥體系的功能性修飾和腫瘤細(xì)胞內(nèi)藥物的控制釋放提供了新思路。內(nèi)容:構(gòu)建合成透明質(zhì)酸修飾的稀土上轉(zhuǎn)換納米粒,用雙響應(yīng)的硼酸酯鍵將抗腫瘤藥物喜樹堿鍵聯(lián)到納米粒表面,構(gòu)建腫瘤靶向診療一體化納米平臺,研究其體外釋藥行為、細(xì)胞靶向能力、胞內(nèi)分布和毒性作用以及初步考察其體內(nèi)代謝分布和成像情況。方法:1.CPT-UCNPs的構(gòu)建與表征。用溶劑熱法制備透明質(zhì)酸(HA)修飾的UCNPs(HA-UCNPs),基于HA與CD44受體的特異性親和作用靶向CD44受體高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞;利用酰胺縮合反應(yīng)將氨基苯硼酸(APBA)修飾于HAUCNPs表面(APBA-UCNPs),用于鍵聯(lián)包含順式二醇結(jié)構(gòu)的藥物;采用3-(3,4-二羥基苯基)丙酸(DHPA)改造10-羥基喜樹堿的分子結(jié)構(gòu),引入順式二醇結(jié)構(gòu)獲得CPT-DHPA;最后,APBA-UCNPs與CPT-DHPA通過共價結(jié)合形成CPTUCNPs。采用透射電鏡、納米粒度分析儀、熒光分光光度計、紅外光譜儀等對CPTUCNPs的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。2.體外響應(yīng)性釋藥行為考察。通過體外模擬正常生理環(huán)境、腫瘤微環(huán)境以及溶酶體環(huán)境,采用透析法考察CPT-UCNPs的釋藥行為。3.細(xì)胞靶向、胞內(nèi)分布與細(xì)胞毒性考察。選擇CD44受體表達(dá)量不同的兩種腫瘤細(xì)胞,通過細(xì)胞攝取實驗和MTT細(xì)胞增殖抑制實驗考察CPT-UCNPs的腫瘤細(xì)胞靶向能力、胞內(nèi)分布及細(xì)胞毒性。4.體內(nèi)代謝分布及成像考察。通過尾靜脈注射研究CPT-UCNPs在小鼠體內(nèi)的代謝分布以及成像情況,考察探針的活體應(yīng)用潛力。結(jié)果:1.CPT-UCNPs的構(gòu)建與表征。采用透射電鏡(TEM)、熒光分光光度法、紅外光譜法等技術(shù)對所構(gòu)建的CPT-UCNPs體系進(jìn)行表征,結(jié)果表明已成功構(gòu)建了CPT-UCNPs體系。CPT-UCNPs形貌大致呈球形;粒徑分布均勻且膠體穩(wěn)定性好;在980 nm近紅外(NIR)光激發(fā)下,CPT-UCNPs在540 nm和660 nm處有明顯的、穩(wěn)定的上轉(zhuǎn)換光發(fā)射;優(yōu)化CPT-DHPA和APBA-UCNPs投料比為3:1,CPTUCNPs載藥量為1.5 wt%。2.體外響應(yīng)性釋藥行為。體外藥物釋放實驗結(jié)果表明CPT-UCNPs能夠?qū)崿F(xiàn)雙響應(yīng)控制釋藥。在低pH條件下,競爭性葡萄糖的存在觸發(fā)CPT-UCNPs釋放藥物,表現(xiàn)出pH與葡萄糖對藥物釋放的協(xié)同促進(jìn)作用。3.細(xì)胞靶向、胞內(nèi)分布及細(xì)胞毒性。細(xì)胞攝取實驗證明CPT-UCNPs借助納米粒上的HA與細(xì)胞CD44受體的特異性識別作用能夠?qū)崿F(xiàn)對HCT116細(xì)胞的靶向藥物遞送以及上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像;CPT-UCNPs經(jīng)CD44受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞后在溶酶體酸性環(huán)境和葡萄糖條件下實現(xiàn)藥物與納米粒的解離而發(fā)揮細(xì)胞毒作用;MTT實驗結(jié)果表明CPT-UCNPs對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用呈現(xiàn)計量依賴性。4.體內(nèi)代謝分布和成像。CPT-UCNPs經(jīng)尾靜脈注射進(jìn)入正常小鼠血液循環(huán)后主要分布在肝臟和脾臟,在980 nm近紅外光激發(fā)下可以發(fā)出穩(wěn)定的光信號,并且?guī)缀鯖]有自體熒光背景的干擾,具有活體成像應(yīng)用的潛力。結(jié)論:本課題設(shè)計構(gòu)建的CPT-UCNPs診療一體化納米探針能夠?qū)D44受體高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞實施靶向特異性成像和藥物遞送。CPT-UCNPs經(jīng)由CD44受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用被細(xì)胞攝取后進(jìn)入內(nèi)含體/溶酶體途徑,溶酶體內(nèi)的酸性環(huán)境以及葡萄糖的存在觸發(fā)硼酸酯鍵的雙響應(yīng)機(jī)制,實現(xiàn)藥物的控制釋放。體系活體上轉(zhuǎn)換成像信噪比高,具有活體上轉(zhuǎn)換成像與治療的應(yīng)用潛力。
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R943
【圖文】：

天津醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文UCNPs（CPT-UCNPs）。硼酸酯鍵對酸和順式二醇具有雙重響應(yīng)性，低 pH 條件下由競爭性順式二醇化合物觸發(fā)硼酸酯鍵斷裂，實現(xiàn)藥物的釋放。另外，通過 980nm 近紅外激光器激發(fā) UCNPs 上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程的發(fā)生，實現(xiàn)納米粒的光學(xué)成像作用，以此構(gòu)建對腫瘤具有主動靶向作用、對 pH 和順式二醇雙響應(yīng)的上轉(zhuǎn)換診療一體化納米平臺，并在體外和體內(nèi)對其性能進(jìn)行相關(guān)評價。順式二醇/pH 雙響應(yīng)上轉(zhuǎn)換納米平臺示意圖如圖 1 所示。

天津醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文一、雙響應(yīng)上轉(zhuǎn)換納米平臺的構(gòu)建與表征本章構(gòu)建對順式二醇和 pH 雙響應(yīng)的，透明質(zhì)酸修飾的，載喜樹堿的上轉(zhuǎn)換納米粒 NaY0.48F4:Yb0.20/Gd0.30/Er0.02，并對其粒徑、形貌、發(fā)光光譜、穩(wěn)定性等進(jìn)行相關(guān)表征。通過溶劑熱法一步合成親水性的 HA-UCNPs，簡化了配體修飾 UCNPs 的相關(guān)過程；氨基苯硼酸通過與 UCNPs 表面 HA 分子的酰胺縮合反應(yīng)將硼酸基團(tuán)修飾到 UCNPs 表面；利用 3-（3,4-二羥基苯基）丙酸對 10-羥基喜樹堿進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，在喜樹堿中引入順式二羥基結(jié)構(gòu)；硼酸基團(tuán)修飾的 UCNPs（APBA-UCNPs）與順式二羥基功能化的喜樹堿藥物（CPT-DHPA）形成硼酸酯鍵，得到負(fù)載抗癌藥物喜樹堿的 UCNPs（CPT-UCNPs），構(gòu)建雙響應(yīng)靶向上轉(zhuǎn)換納米診療一體化平臺。CPT-UCNPs 合成概要圖見圖 1.1。

天津醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文在二甲基亞砜中，CPT 由 365nm 激發(fā)波長激發(fā)，在 435nm 和 550nm 處都有熒光發(fā)射，其中最大發(fā)射波長為 435nm。用二甲基亞砜配置系列濃度的 HCPT溶液，分別測其熒光強(qiáng)度。以 435nm 波長處的熒光強(qiáng)度（y）為縱坐標(biāo)，HCPT濃度（x）為橫坐標(biāo)繪制二甲基亞砜中 HCPT 熒光強(qiáng)度-濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖 1.2C），對標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行線性回歸分析得到相關(guān)性系數(shù) r2=0.996，回歸方程為y=154.55x+12.95。將一定質(zhì)量濃度的，按照最佳投料量合成的 CPT-UCNPs 分散于二甲基亞砜中，用熒光分光光度計（狹縫寬度 1.5 nm）在 365 nm 激發(fā)波長下測定發(fā)射波長435 nm 處 CPT 的熒光強(qiáng)度，結(jié)合公式（1）計算得到 CPT-UCNPs 載藥量為 1.5wt%。

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本文編號：2780368