碳點(diǎn)（Carbon dots,CDs）作為一類新型的零維納米熒光材料,具有光學(xué)性能可調(diào)、易于官能化修飾、良好的生物相容性、低毒性及光熱/光動(dòng)力治療功能等優(yōu)點(diǎn),因而在腫瘤診療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。然而,受限于碳點(diǎn)的小尺寸特性,其很難在腫瘤部位實(shí)現(xiàn)有效累積,最終影響碳點(diǎn)的成像與治療效果。此外,碳點(diǎn)的治療功能主要由光誘導(dǎo)的治療模式實(shí)現(xiàn),治療效果一定程度上受到光源組織穿透深度等制約。本論文以制備碳點(diǎn)-金屬離子復(fù)合材料的思路解決上述問(wèn)題。論文重點(diǎn)圍繞碳點(diǎn)-金屬離子復(fù)合納米材料的制備及其在腫瘤診療領(lǐng)域中的應(yīng)用展開,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）以紅光碳點(diǎn)（Red emissive carbon dots,RCDs）及二茂鐵二羧酸（Ferrocenedicarboxylic acid,Fc）作為結(jié)構(gòu)單元,通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)制備了具有熒光成像及雙模態(tài)協(xié)同治療（包括光熱治療（Photothermal therapy,PTT）和CDT）性能的復(fù)合納米粒子（簡(jiǎn)寫為:Fc-RCDs）。其中,RCDs具有紅光發(fā)射及延展到近紅外區(qū)域?qū)拸V吸收性能,可以作為熒光成像與光熱治療的中心,發(fā)揮相應(yīng)的診療功能。Fc能夠基于其自身獨(dú)特... 

【文章來(lái)源】：重慶郵電大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CDs的制備方法：(a)自上而下和自下而上法；(b)用三維石墨烯合成CDs；(c)通過(guò)可控溫度的微波輔助加熱合成CDs；(d)通過(guò)水熱制備CDs[58]

詬髦終?：桶┫赴?上裰小?CDs被廣泛用于體外成像。由于其可調(diào)的激發(fā)發(fā)射特性，CDs被用作多色納米探針，被不同的激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)。R.Bandi等人用含有CDs的培養(yǎng)基(CDs濃度為200mg/mL)孵育人宮頸癌細(xì)胞(HeLa)6h，隨后使用激光掃描共聚焦顯微鏡(Laserscanningconfocalmicroscopy，LSCM)在不同的激發(fā)波長(zhǎng)條件下研究了CDs的多色熒光發(fā)射。如圖1.2所示，與CDs孵育的HeLa細(xì)胞分別在405nm、488nm和561nm的激發(fā)波長(zhǎng)下發(fā)出藍(lán)色、綠色和紅色的發(fā)射光，而在相同的曝光條件下對(duì)照細(xì)胞(未進(jìn)行CDs孵育處理)未觀察到可檢測(cè)到的熒光發(fā)射[83]。圖1.2CDs的細(xì)胞成像：對(duì)照HeLa細(xì)胞(a-d)和用CDs孵育處理HeLa細(xì)胞(e-h)在明場(chǎng)(a和e)、408nm(b和f)、488nm(c和g)和561nm(d和h)激發(fā)下的共聚焦激光掃描顯微圖像[83]通過(guò)熒光成像可探索不同CDs的細(xì)胞攝取情況，有關(guān)研究表明細(xì)胞攝取的CDs大部分位于細(xì)胞質(zhì)中。M.Zhang等人由ATP前驅(qū)體制備的N-P摻雜CDs通過(guò)與人肺癌細(xì)胞(A549)一起孵育實(shí)現(xiàn)了多色成像。在543nm激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)下，A549細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生紅色熒光，而A549細(xì)胞的細(xì)胞核沒(méi)有產(chǎn)生任何熒光。這些結(jié)果表明N-P摻雜的CDs與細(xì)胞質(zhì)的結(jié)合親和力高于細(xì)胞核[84]。A.Kundu等人通過(guò)聚乙烯醇的一步碳化法合成了熒光CDs。該CDs的體外細(xì)胞攝取研究表明，藍(lán)色熒光CDs主要位于HeLa細(xì)胞表面[85]。在405nm、488nm和514nm激發(fā)下，攝取CDs的人肝癌細(xì)胞(HepG-2)的細(xì)胞質(zhì)區(qū)域分別顯示明亮的藍(lán)色、綠色和紅色熒光[86]。S.S.Lu等人研究了CDs作為光學(xué)納米探針在體外實(shí)時(shí)活細(xì)胞成像中的適用性及其血腦屏障穿透能力。在該研究中，CDs被人腎上皮細(xì)胞(293T)攝齲隨著孵育時(shí)間的增加，內(nèi)吞后的CDs顯示出更強(qiáng)的藍(lán)色熒光發(fā)射，這些結(jié)果表明它們可以穿過(guò)細(xì)胞

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論12圖1.3綠色熒光碳點(diǎn)的合成過(guò)程和靶向方法：其中分別用(a-d)GCDs處理3h、(e-h)GCDs-FA處理3h和(i-l)GCDs-FA處理12h的MCF-7細(xì)胞的熒光顯微圖像，細(xì)胞核染成藍(lán)色和GCDs-FA發(fā)出綠色熒光，比例尺：10μm[99]M.C.Kim等人合成了被富氮分子鈍化的CDs，例如被N-異丙基丙烯酰胺鈍化的CDs，其QY高達(dá)94%，該CDs用于C6膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的共聚焦生物成像和流式細(xì)胞術(shù)分析[103]。W.J.Wang等人使用甘油作為碳源通過(guò)一鍋法合成了CDs，并將其用于HeLa細(xì)胞和人乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)的多色成像[104]。CDs也可用于體內(nèi)成像。已經(jīng)有許多CDs被應(yīng)用于體內(nèi)成像。將紅色發(fā)光CDs(稱為R-CDs)的水溶液皮下注射入小鼠體內(nèi)，然后在535nm激發(fā)和700nm發(fā)射條件下進(jìn)行熒光成像。在小鼠的注射部位(包括皮膚和組織)觀察到具有良好信噪比的強(qiáng)紅色PL信號(hào)[105]。在L.P.Li等人的研究中，將R-CDs瘤內(nèi)注射到了荷瘤小鼠體內(nèi)。注射后，在600nm激發(fā)下進(jìn)行實(shí)時(shí)體內(nèi)熒光成像，結(jié)果顯示熒光信號(hào)從腫瘤中心向外擴(kuò)展，表明R-CDs在組織中具有良好的分布能力[106]。G.Gao等人研究了CDs/Fe3+應(yīng)用于體內(nèi)腫瘤特異性成像的可行性。在該實(shí)驗(yàn)中，將CDs/Fe3+注入帶有皮下U14異種移植瘤的裸鼠的正常組織和腫瘤區(qū)域。注射約1h后，腫瘤區(qū)域CDs/Fe3+的熒光信號(hào)強(qiáng)于正常組織[107]�？傊珻Ds有望成為基于細(xì)胞成像研究和診斷的候選者。如上所述，對(duì)于“裸”CDs(無(wú)表面功能化)來(lái)說(shuō)，細(xì)胞核中的分布較少；但是，如果適當(dāng)修飾CDs表面，


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