二氧化硅pH纳米荧光传感器及化疗—热疗协同的近红外激光控释纳米载药体系的制备及体外评价

发布时间：2020-02-16 21:17

【摘要】：随着纳米技术的发展,越来越多的针对癌症治疗的纳米药物被开发出来。由于结构高度可控,适于大规模生产,无机纳米载药体系在这些纳米药物中具有非常重要的地位。二氧化硅纳米粒子(SNP),作为一种十分热门的无机纳米材料,具有制备简单、生物相容性好、比表面大、易功能化等特点,在生物医药领域得到越来越广泛的关注。但是这类纳米载药体系通常只具备化疗这一单一治疗手段,导致其对于多药耐药性肿瘤的治疗效果较差。而由于无机纳米材料的不可降解性,增大用量会造成严重的材料生物淤积,影响正常的生理机能。为了克服这些不足,我们设计了一种多重治疗手段相结合的纳米药物,向介孔二氧化硅纳米体系中引入贵金属纳米粒子——金纳米棒(GNR)。金纳米棒具有非常独特的光学特性,能够高效的将光能转化为热能,而热治疗是目前公认的最有潜力的辅助治疗手段。金纳米棒二氧化硅复合纳米粒子(GNR@Si O2)载药体系同时具有化疗和光热治疗的作用。通过温和的近红外激光照射,GNR产生的局部热能在对肿瘤细胞进行直接杀伤的同时,可以极大地提高多药耐药性肿瘤内的药物蓄积量及其对于药物的敏感性,从而提高整体的治疗效果。由于复合体系外层为二氧化硅结构,通过静电作用力载药,故其药物释放会具有一定的p H响应性。所以有必要对二氧化硅纳米粒子在体内所遭遇到的环境p H有一个更真实的认知,才能理性的设计复合载药体系的外层结构,实现化疗药物的可控释放。故本文主要围绕硅基p H纳米荧光传感器和多功能二氧化硅金纳米棒复合纳米粒子纳米药物的构建,开展了以下工作:1.利用St?ber方法制备出尺寸约为25 nm的二氧化硅纳米球后,通过表面功能化和高聚物修饰,得到氨基功能化的长期稳定的二氧化硅胶体分散液。使用三荧光素(两个p H敏感的和一个p H不敏感的荧光素)标记法,得到具有较宽测量范围(p H=3.8-7.4)的硅基p H荧光比率型纳米传感器。2.利用银离子介导的晶种生长法,得到激发窗口较为理想且质量较高的金纳米棒(LSPR吸收峰在750-800 nm)。通过改良过的St?ber方法,在金纳米棒外形成介孔二氧化硅壳层(厚度约30 nm)。在将二氧化硅外层官能团改性为羧基之后,通过静电作用进行盐酸阿霉素的装载。药物装载之后使用化学接枝引入带有烷基链的香豆素,构成油性分子层,防止药物的泄露。这里采用的香豆素分子与硅壳表面羧基形成的酯键具有光敏性,通过激光照射可以触发酯键断裂导致油层的脱落。最后将烷基化的泊洛沙姆(F127)和透明质酸(HA)组装到复合纳米粒子之上,为纳米药物提供胶体稳定性和给药靶向性。实验结果表面,最终构建的纳米药物,具有十分优秀的光热转化效率。1W激光照射下,在8分钟内可将体系温度由25°C提升41°C,在加速药物释放的同时也可以满足热治疗的温度要求。香豆素油性分子层在极大的减小药物泄露的同时,还可以实现药物的精确可靠控制释放。
【图文】：

时间表,合成方法,金属纳米粒子,各向异性

湖北工业大学硕士学位论文棒棒制备方法的演变夺目的光泽，黄金自古以来都为人们所青睐，作为一文明。人类热衷于通过各种手段，制备出精美绝伦的胶的制作甚至可以追溯到罗马帝国时代和中国久远的年间，可控可重现的各向异性金属纳米粒子的制备方才开始认识和研究这些粒子由于形态导致的独特光学代，通过气液固方法（VLS）成功实现了纳米尺度的金 90 年代中期，化学家们才开发出了比较温和的胶体金在这些制备出的各向异性金属纳米粒子中，最引人瞩。

形貌,制备方法,配比,形貌

金纳米棒的光学性质立即就得到了广泛的认可。这种简便有效的湿法化学合成方法，可以更为高效的实现金纳米棒形貌的控制。自此之后，对金纳米棒的研究热潮经久不衰。在过去的十多年里，出现了多种基于种子生长法的金纳米棒合成策略，得到的金纳米棒也是多种多样，让研究者们可以充分的探索它们的光学性质在传感、生物医药和光学方面的应用价值。图 1.4 是金纳米棒合成方法演变的一个时间表。各向异性金属纳米粒子能够展现出球形纳米粒子无法实现的光学性质，在金纳米棒的紫外可见吸收光谱中会出现多个等离子共振带，一个为横向等离子共振带，另一个是纵向等离子共振带[28-30]。而直径为 4-200nm 的金纳米球的光谱特征都基本相似。金纳米棒的纵向等离子共振对于金纳米棒的长径比有极强的依赖性（图 1.2）。这些由于形状而产生的性质在过去的十年里，被非常频繁的应用在传感、等离子增强光谱、生物成像和肿瘤的光热治疗中[28-30]。精确的设计金纳米棒的理化性质可以实现其在实际应用中作用的最大化，所以了解金纳米棒长径比和尺寸的控制方法是非常重要的。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ460.1;TB383.1

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