本文關(guān)鍵詞：氧化鉬納米材料的制備及其腫瘤診療應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 等離子體 氧化鉬納米材料 PEG修飾 光聲成像 協(xié)同治療

【摘要】：隨著診療一體化納米藥物的發(fā)展,近紅外光介導的光療結(jié)合可實時監(jiān)測的生物醫(yī)學成像技術(shù),成為當今納米醫(yī)學領(lǐng)域研究的熱點。光介導治療技術(shù)的有效實施,離不開在近紅外波長段有良好吸收性能的光敏劑。目前,一些具有等離子共振的納米材料作為光敏劑被應(yīng)用于光介導治療,但是由于成本較高,且合成方法過于繁瑣而受到限制。此外,在近紅外吸收性能方面,它們的吸收譜帶均較窄,并且很難對近紅外長波長端的熱療“第二窗口”產(chǎn)生高的吸收值。因此,開發(fā)對長波長近紅外線具有高效吸收的光敏劑,使其能夠?qū)?000-1400 nm范圍內(nèi)的近紅外光具有強吸收,同時引起過高熱或自由基的產(chǎn)生,是光介導治療研究面臨的又一重要難題。氧化鉬納米材料作為一類新型的等離子體半導體材料,能夠結(jié)合多種醫(yī)學診斷與治療功能,在藥物遞送、生物傳感、成像造影以及腫瘤治療等方面有重要的應(yīng)用。因此,開展具有多功能等離子體氧化鉬納米材料的制備及癌癥診療研究,即基于生物醫(yī)學應(yīng)用對納米材料的要求,研究如何通過簡單快捷的方法制備集近紅外吸收良好、生物相容性好、多光譜光聲成像能力于一身的氧化鉬納米材料,并從細胞水平到活體層次對氧化鉬納米材料的生物學行為和生物醫(yī)學功能進行評價,為其在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學依據(jù),具有重要的研究意義和實際應(yīng)用價值。論文以鉬酸銨為鉬源,無水乙醇為還原劑,去離子水為溶劑,鹽酸為p H調(diào)控劑,聚乙二醇(PEG4000)為修飾劑,根據(jù)最優(yōu)化配比條件鉬酸銨:乙醇:去離子水:PEG4000=1 mmo L:100 m L:200 m L:2 g,利用溶劑熱法,在溫度為160oC,水熱條件下反應(yīng)12 h制備了PEG修飾的氧化鉬納米空心球(PEG-Mo O3-x HNSs)和PEG修飾的氧化鉬納米顆粒(PEG-Mo Ox NPs)。利用XRD、SEM、TEM、XPS等分析技術(shù)對氧化鉬納米材料的成分、結(jié)構(gòu)、微觀形貌、元素價態(tài)等進行了表征。通過在細胞水平和活體層次的實驗研究,評價了氧化鉬納米材料的生物學行為和生物醫(yī)學功能。論文取得了如下主要成果:1.制備的PEG-Mo O3-x HNSs主要物相組成為正交相的Mo4O11(PDF卡片編號為JCPDS:65-0397)和單斜相的Mo O2(PDF卡片編號為JCPDS:32-0671);PEG-Mo O3-x HNSs的微觀形貌為尺寸均勻的空心結(jié)構(gòu),其粒徑約為100 nm,球體表面由無數(shù)細小顆粒組成;PEG-Mo O3-x HNSs中含有Mo4+、Mo5+和Mo6+三種價態(tài)的鉬元素;N2吸脫附曲線及比表面積孔徑分布曲線表明,該PEG-Mo O3-xHNSs比表面積計算為29.76 m2g-1。2.制備的PEG-Mo Ox NPs為主要成分為正交相的Mo4O11(PDF卡片編號為JCPDS:65-0397)和單斜相的Mo O2(PDF卡片編號為JCPDS:65-1273);PEG-Mo Ox NPs尺寸為10-50 nm;動態(tài)光散射測試結(jié)果表明,PEG-Mo Ox NPs的水合直徑平均值為31 nm;PEG-Mo Ox NPs中同樣含有Mo4+、Mo5+和Mo6+三種價態(tài)的鉬元素;3.利用PEG-Mo O3-x HNSs作為藥物載體,負載抗腫瘤藥物喜樹堿(CPT),得到負載產(chǎn)物PEG-Mo O3-x@CPT HNSs。由熱效應(yīng)測試結(jié)果計算得到PEG-Mo O3-x HNSs的光熱轉(zhuǎn)換效率為32.54%。PEG-Mo O3-x HNSs作為藥物載體有效負載難溶抗腫瘤藥物喜樹堿,藥物負載為0.06 mmol/g。在藥物的釋放過程中,整個體系表現(xiàn)出p H和808 nm近紅外光刺激雙響應(yīng)模式,48 h后,累計藥物釋放總量達40.71%、60.86%。細胞層次殺傷結(jié)果表明,在激光功率為1W/cm2,照射10 min條件下,PEG-Mo O3-x@CPT HNSs(含CPT濃度為0.1μg/m L)組Hale細胞孵育48 h存活率只有20%,比相當含量的純CPT或PEG-Mo O3-x HNSs具有更大的癌細胞殺傷作用;活體實驗結(jié)果表明,尾靜脈注射PEG-Mo O3-x@CPT HNSs組腫瘤抑制率達90%以上,此外,PEG-Mo O3-x HNSs具有作為MSOT成像造影劑的性能,利用成像手段可視化的監(jiān)測PEG-Mo O3-x HNSs在活體腫瘤模型部位循環(huán)的蹤跡。PEG-Mo O3-x HNSs能夠?qū)崿F(xiàn)有效的藥物緩釋,達到藥物化療與光熱治療的有效協(xié)同。4.PEG-Mo Ox NPs具有很好的水溶性和生物相容性;與Hale細胞共孵育24h后,初始濃度為100μg/m L的PEG-Mo Ox NPs細胞攝入量接近20%。細胞實驗結(jié)果表明,在功率為1.0 W/cm2激光作用下,1064 nm激光照射比808 nm激光癌細胞殺傷效果高10%以上;活體實驗結(jié)果分析表明,控制最高溫度低于43oC,在功率為0.6 W/cm2 1064 nm激光作用下,PEG-Mo Ox NPs能夠產(chǎn)生的活性氧物種并協(xié)同溫和熱療來有效抑制腫瘤生長。此外,PEG-Mo Ox NPs尾靜脈注射荷瘤鼠后15 d可通過腎代謝出體外。PEG-Mo Ox NPs能夠作為一種有效的生物學第二窗口光療制劑。
【關(guān)鍵詞】：等離子體 氧化鉬納米材料 PEG修飾 光聲成像 協(xié)同治療
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;R730.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-37
• 1.1 研究背景和意義11-13
• 1.2 近紅外光敏劑及光介導癌癥診療進展13-24
• 1.2.1 上轉(zhuǎn)換納米粒子在光介導癌癥診療中的應(yīng)用14-15
• 1.2.2 碳材料在光介導癌癥診療中的應(yīng)用15-16
• 1.2.3 半導體納米材料在光介導癌癥診療中的應(yīng)用16-17
• 1.2.4 等離子體納米材料用于光介導癌癥診療17-24
• 1.3 納米氧化鉬的研究進展及其在生物領(lǐng)域應(yīng)用24-35
• 1.3.1 納米氧化鉬的研究進展25-31
• 1.3.2 典型氧化鉬納米材料合成形貌調(diào)控31-32
• 1.3.3 納米氧化鉬的生物領(lǐng)域應(yīng)用32-35
• 1.4 本論文選題思路及研究內(nèi)容35-36
• 1.5 論文創(chuàng)新點36-37
• 第2章 實驗材料、儀器設(shè)備與研究方法37-44
• 2.1 實驗材料和儀器37-38
• 2.1.1 實驗材料和試劑37
• 2.1.2 實驗儀器設(shè)備37-38
• 2.2 實驗研究方法38-44
• 2.2.1 成分、微觀形貌、元素價態(tài)等基本表征38-39
• 2.2.2 光熱性能表征39-40
• 2.2.3 細胞培養(yǎng)40
• 2.2.4 細胞毒性分析40
• 2.2.5 PEG-MoO_(3-x)HNSs的抗腫瘤藥物負載與控釋40-41
• 2.2.6 PEG-MoO_xNPs的第二窗口的體外活性氧（ROS）測試41
• 2.2.7 細胞層次的熱/化療效果研究41-42
• 2.2.8 活體層次的安全性評價42
• 2.2.9 活體層次的治療效果研究42-44
• 第3章 氧化鉬納米材料的制備與表征44-55
• 3.1 引言44
• 3.2 氧化鉬納米空心球的制備的制備44-45
• 3.3 PEG修飾的氧化鉬納米空心球的制備45
• 3.4 PEG修飾的氧化鉬納米顆粒的制備45-46
• 3.5 氧化鉬納米材料的表征46-54
• 3.5.1 氧化鉬納米材料物相組成表征46-48
• 3.5.2 氧化鉬納米材料微觀形貌和結(jié)構(gòu)表征48-49
• 3.5.3 氧化鉬納米材料粒徑表征49-50
• 3.5.4 氧化鉬納米材料元素及價態(tài)分布表征50-51
• 3.5.5 氧化鉬納米空心球材料的BET表征51-52
• 3.5.6 氧化鉬納米材料的FT-IR表征52-53
• 3.5.7 氧化鉬納米材料的分散性表征53-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第4章 多功能等離子體氧化鉬納米空心球光熱/化療協(xié)同抗腫瘤研究55-69
• 4.1 引言55-56
• 4.2 PEG-MoO_(3-x)HNSs的吸收及光熱性能測試分析56-58
• 4.3 PEG-MoO_(3-x)HNSs對難溶藥物的負載與控釋測試分析58-60
• 4.4 PEG-MoO_(3-x)HNSs的細胞毒性及光熱殺傷效果研究60-63
• 4.5 PEG-MoO_(3-x)HNSs的生物安全性評價63-65
• 4.6 PEG-MoO_(3-x)HNSs的光聲成像65-66
• 4.7 PEG-MoO_(3-x)HNSs的活體腫瘤治療結(jié)果分析66-68
• 4.8 本章小結(jié)68-69
• 第5章 氧化鉬納米顆�！暗诙翱凇惫饨閷[瘤治療69-84
• 5.1 引言69-70
• 5.2 PEG-MoO_xNPs在第一、二窗口光熱性能測試分析70-73
• 5.3 PEG-MoO_xNPs在 1064 nm光照下ROS產(chǎn)生情況測試分析73-75
• 5.4 PEG-MoO_xNPs的細胞攝取、毒性及凋亡分析75-78
• 5.5 PEG-MoO_xNPs對小鼠長期毒性評價78-81
• 5.5.1 PEG-MoO_xNPs對紅細胞溶血實驗78
• 5.5.2 PEG-MoO_xNPs的血生化和血常規(guī)分析78-79
• 5.5.3 PEG-MoO_xNPs活體安全性評價79-80
• 5.5.4 PEG-MoO_xNPs的體內(nèi)分布及代謝情況分析80-81
• 5.6 PEG-MoO_xNPs的活體層次治療結(jié)果分析81-82
• 5.7 本章小結(jié)82-84
• 結(jié)論84-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-98
• 攻讀學位期間取得學術(shù)成果98

【參考文獻】

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本文編號：657322