基于miR-21響應(yīng)的雙功能氧化石墨烯載藥體系的設(shè)計與研究
發(fā)布時間:2022-02-14 10:16
癌癥的發(fā)病率逐年上升,對人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。現(xiàn)有的小分子抗癌藥物雖然藥效明顯,但是由于其不具有選擇性,又極易對正常細(xì)胞或組織產(chǎn)生細(xì)胞毒性,從而限制了其臨床應(yīng)用。因此,為了提高藥物的抗癌效率同時減少治療過程中對人體的毒副作用,科研人員努力設(shè)計多種藥物遞送體系。其中,氧化石墨烯(grapheme oxide,GO)表面含有豐富的含氧官能團(tuán),使其具有可溶于水,良好的生物相容性的特點(diǎn)。此外,GO成本低,適用于載藥的比表面積大,因而被廣泛應(yīng)用于載藥領(lǐng)域。為了減弱小分子抗癌藥物的細(xì)胞毒性,同時增強(qiáng)其治療效果,本文設(shè)計了兩種基于GO和miR-21的新型載藥體系,主要內(nèi)容如下:(1)設(shè)計并構(gòu)建了基于氧化石墨烯共遞送阿霉素(Doxorubicin,Dox)和反義寡核苷酸的載藥體系(Dox-GO-cDNA21),將抗癌藥物阿霉素和核酸共同遞送到癌細(xì)胞中,以減少高濃度阿霉素的副作用。優(yōu)化并表征了GO的片徑,構(gòu)建并表征了該載藥體系,對該載藥體系進(jìn)行酶學(xué)穩(wěn)定性驗證,測定了GO載藥體系的載藥量和藥物釋放能力,研究了腫瘤細(xì)胞對GO載藥體系攝取情況,驗證了GO材料安全性,研究了載藥體系對MDA-MB-231細(xì)胞抑制...
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:48 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
GO的Lerf-Klinowski模型
1.1.3氧化石墨烯在生物傳感器及生物成像方面的應(yīng)用由于具有大的比表面積、優(yōu)異的pH穩(wěn)定性、良好的水分散性、易于化學(xué)修飾等性質(zhì),GO在生物成像及生物傳感器領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景[19]。此外,GO材料本身還具有較好的穩(wěn)定性、高效的熒光淬滅效率以及制備成本比較低廉等優(yōu)點(diǎn)。如圖1-2所示,近幾年,諸多研究人員開始對基于GO開發(fā)的熒光傳感器產(chǎn)生興趣,并且隨著不斷深入的探索與研究,目前,研究人員現(xiàn)已將這類生物傳感器應(yīng)用到了疾病基因的檢測、小分子生物標(biāo)志物的測定、蛋白質(zhì)分析以義及重金屬離子檢測等領(lǐng)域[20,21]。圖1-2GO的生物學(xué)應(yīng)用Figure1-2ThebiologicalapplicationofGO
第一章緒論3(1)生物傳感器光學(xué)生物傳感檢測是生物傳感領(lǐng)域的一個重要組成部分,通常地,光學(xué)生物傳感技術(shù)利用光學(xué)檢測技術(shù)與生物傳感技術(shù)相結(jié)合的方式對目標(biāo)物進(jìn)行檢測。由于GO擁有大的比表面積,在水中的分散性高且不受pH影響,同時其表面具備豐富的可修飾位點(diǎn),因此構(gòu)建與光學(xué)生物傳感檢測技術(shù)相結(jié)合的基于GO的光學(xué)生物傳感檢測平臺具有很大的可行性。如圖1-3所示,Chang等人[22]利用GO對熒光探針熒光猝滅的特性構(gòu)建了一種凝血酶傳感器。其原理是:攜帶熒光基團(tuán)的單鏈DNA適配體會與GO通過π-π堆積的方式結(jié)合,進(jìn)而使DNA鏈上的熒光基團(tuán)靠近GO表面,熒光基團(tuán)與GO進(jìn)行熒光共振能量轉(zhuǎn)移而被GO淬滅,熒光逐漸消失;隨著該適配體DNA的目標(biāo)物即凝血酶(不帶熒光標(biāo)記)的加入,適配體DNA會與目標(biāo)物凝血酶相結(jié)合,從而使得適配體DNA離開GO表面,從而使單鏈DNA上的熒光基團(tuán)恢復(fù)熒光,熒光從無到有,形成了一個DNA互補(bǔ)敏感的“開關(guān)”光學(xué)生物傳感器。圖1-3石墨烯FRET自適應(yīng)傳感器的示意圖及凝血酶的檢測機(jī)制Figure1-3SchematicDemonstrationofGrapheneFRETAptasensorandtheDetectionMechanismforThrombin(2)生物成像為了增加對生物體組織結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,闡明其生理功能,生物成像技術(shù)被廣泛于生物學(xué)領(lǐng)域。包括熒光成像、核磁共振成像、電子計算機(jī)斷層掃描等在內(nèi)的諸多成像技術(shù)也陸續(xù)被開發(fā)并應(yīng)用于生物成像領(lǐng)域。作為生物成像的一部分,細(xì)胞成像技術(shù)在細(xì)胞分裂、變異、凋亡等生理過程中發(fā)揮著重要作用。GO由于其納米級尺寸易穿透細(xì)胞膜的特性而在細(xì)胞成像方面具有重要應(yīng)用。此外,由于GO表面存在凹凸不平的特性,可保持熒光染料在細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)定性,從而為細(xì)胞成像提供有利的條件。作為一種重要的新型納米材料,石墨烯在納米技術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛
本文編號:3624367
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:48 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
GO的Lerf-Klinowski模型
1.1.3氧化石墨烯在生物傳感器及生物成像方面的應(yīng)用由于具有大的比表面積、優(yōu)異的pH穩(wěn)定性、良好的水分散性、易于化學(xué)修飾等性質(zhì),GO在生物成像及生物傳感器領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景[19]。此外,GO材料本身還具有較好的穩(wěn)定性、高效的熒光淬滅效率以及制備成本比較低廉等優(yōu)點(diǎn)。如圖1-2所示,近幾年,諸多研究人員開始對基于GO開發(fā)的熒光傳感器產(chǎn)生興趣,并且隨著不斷深入的探索與研究,目前,研究人員現(xiàn)已將這類生物傳感器應(yīng)用到了疾病基因的檢測、小分子生物標(biāo)志物的測定、蛋白質(zhì)分析以義及重金屬離子檢測等領(lǐng)域[20,21]。圖1-2GO的生物學(xué)應(yīng)用Figure1-2ThebiologicalapplicationofGO
第一章緒論3(1)生物傳感器光學(xué)生物傳感檢測是生物傳感領(lǐng)域的一個重要組成部分,通常地,光學(xué)生物傳感技術(shù)利用光學(xué)檢測技術(shù)與生物傳感技術(shù)相結(jié)合的方式對目標(biāo)物進(jìn)行檢測。由于GO擁有大的比表面積,在水中的分散性高且不受pH影響,同時其表面具備豐富的可修飾位點(diǎn),因此構(gòu)建與光學(xué)生物傳感檢測技術(shù)相結(jié)合的基于GO的光學(xué)生物傳感檢測平臺具有很大的可行性。如圖1-3所示,Chang等人[22]利用GO對熒光探針熒光猝滅的特性構(gòu)建了一種凝血酶傳感器。其原理是:攜帶熒光基團(tuán)的單鏈DNA適配體會與GO通過π-π堆積的方式結(jié)合,進(jìn)而使DNA鏈上的熒光基團(tuán)靠近GO表面,熒光基團(tuán)與GO進(jìn)行熒光共振能量轉(zhuǎn)移而被GO淬滅,熒光逐漸消失;隨著該適配體DNA的目標(biāo)物即凝血酶(不帶熒光標(biāo)記)的加入,適配體DNA會與目標(biāo)物凝血酶相結(jié)合,從而使得適配體DNA離開GO表面,從而使單鏈DNA上的熒光基團(tuán)恢復(fù)熒光,熒光從無到有,形成了一個DNA互補(bǔ)敏感的“開關(guān)”光學(xué)生物傳感器。圖1-3石墨烯FRET自適應(yīng)傳感器的示意圖及凝血酶的檢測機(jī)制Figure1-3SchematicDemonstrationofGrapheneFRETAptasensorandtheDetectionMechanismforThrombin(2)生物成像為了增加對生物體組織結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,闡明其生理功能,生物成像技術(shù)被廣泛于生物學(xué)領(lǐng)域。包括熒光成像、核磁共振成像、電子計算機(jī)斷層掃描等在內(nèi)的諸多成像技術(shù)也陸續(xù)被開發(fā)并應(yīng)用于生物成像領(lǐng)域。作為生物成像的一部分,細(xì)胞成像技術(shù)在細(xì)胞分裂、變異、凋亡等生理過程中發(fā)揮著重要作用。GO由于其納米級尺寸易穿透細(xì)胞膜的特性而在細(xì)胞成像方面具有重要應(yīng)用。此外,由于GO表面存在凹凸不平的特性,可保持熒光染料在細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)定性,從而為細(xì)胞成像提供有利的條件。作為一種重要的新型納米材料,石墨烯在納米技術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛
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