DNA引导的纳米粒子组装用于细胞光热成像与癌细胞标记

发布时间：2020-08-31 10:31

　　 纳米材料具有的独特的性质,如高比表面积,高表面能,独特的机械,热学,电学,磁学和光学性质等,因此,在过去的几十年中,纳米材料被广泛地应用到很多领域,纳米生物医学就是其中的一个重要的应用领域之一。以纳米生物技术为基础的光热疗法在癌症肿瘤治疗中展现出许多优势,例如可以抗多种肿瘤、纳米材料吸收范围可调控、诊疗一体化、多功能协同治疗等,这使其在癌症肿瘤的治疗上展现出非常好的应用前景。本论文主要阐述了几种不同的光热试剂的合成方法及材料的相关性质的表征,设计了一个金纳米-量子点组装体复合纳米材料作为“纳米温度计”,将该纳米温度计应用于癌细胞的光热治疗成像和癌细胞标记,监测光热治疗。最后,我们还制备出癌细胞靶向的纳米复合物用在癌细胞的光热治疗长周期成像与标记,从而实现靶向的诊疗一体化。具体如下:第一、我们采用与传统第一代DNA量子点不同的方法,我们采用一步法合成DNA功能化的第二代DNA量子点,并对其进行表征和生物成像性能的研究。第二、通过DNA引导的自组装,构建了一个金纳米颗粒-量子点组装体“纳米温度计”,并对其进行表征,基于金纳米与量子点之间的荧光共振能量转移能够在一定温度范围内对温度进行响应。第三、合成了各种形貌的具有光热性质的纳米材料,主要包括金纳米棒、金纳米星、普鲁士蓝,并对其进行表征和修饰。第四、提出了一种金纳米颗粒-量子点组装体纳米复合物用于光热治疗的监测和癌细胞标记,得到三种光热纳米材料产生的光热与纳米复合物释放的荧光得响应,并实现对癌细胞的标记。当光热剂量达到300 J/cm~2时,三种光热材料对细胞的杀伤均达80%以上。第五、制备了一个靶向癌细胞光热治疗和成像一体的复合物体系,光热处理细胞后,量子点的荧光在7天后依然能够保持80%以上,实现了对癌细胞的靶向光热治疗成像监测与长周期成像,从而初步实现诊疗一体化。总之,我们发展了一种基于DNA引导的的金纳米-量子点组装体光热传感器用于癌细胞的光热治疗成像和细胞标记。特别需要指出的是,这个传感器在45°C-70°C之间是非常灵敏的,这和癌细胞光热治疗的阈值温度是吻合的。不同传统的光热传感器,金纳米-量子点组装体是一个不可逆的传感器,当在光热后,量子点的荧光恢复。这种性质使得传感器不仅可以监测光热剂量,同时还能够很容易在光热治疗后识别和标记光热处理后的癌细胞。该体系在肿瘤模型的深层光热治疗的监控和优化领域有很大的应用前景,也可以示踪肿瘤细胞中的位置。除此之外,从安全因素考虑,该体系在实时监控光热对正常组织的损伤方面也存在一定的潜在应用。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;R730.5
【部分图文】：

纳米医学的发展历史本章将介绍纳米技术在生物医学领域的优势，另外也举例说明一些纳米粒子制剂

1.1.2 常见的纳米粒子概述及其生物医学应用图1.2列举出了本章中所讨论的一些主要纳米粒子。除了简单的纳米结构外，分层构建的核壳或核-壳-壳（多壳）类型结构提供了将不同治疗或诊断有效载荷并入核心或不同壳中的机会，从而使其适用于多模式应用。表1.1总结了几种选定纳米颗粒的主要生物医学应用及其未来展望。本节将详细介绍几种常见的纳米粒子和制剂，其中将重点介绍等离子纳米材料和无机半导体纳米材料量子点。图1.2 的几 纳米粒表1.1 纳米粒 /载体的主 生物医学应用及未来展望纳米粒子 主要的生物学应用存在的问题及未来的发展方向半导体纳米材料（量子点、棒）荧光生物成像，多光子生物成像，荧光和比率生物传感，体外诊断开发重金属自由量子点/棒，进行表面修饰以防止降解/侵蚀，详细的毒理学分析，双光子光动力疗法 (PDT)。上转换稀土纳米粒子深层组织生物成像

DNA 引导的纳米粒子组装用于细胞光热成像与癌细胞标记 似于用 CAR 编码离体转导的 T 细胞的常规输注病毒载体。他们发现纳米颗粒的 T 细胞持续数周生成这些受体，使它们可以充当“活性药物”，其数量增加，坏肿瘤细胞，并最终分化成长寿命记忆 T 细胞。循环 T 细胞可以修改后使用带的基因表达白血病特异性 CAR 聚合物纳米颗粒，从而使其能够介导排斥反病。纳米粒子易于制造且稳定，这简化了长期存储并降低了成本。从而，作为疫治疗的新形式在临床实施，这项技术可以提供一个实用，低成本，广泛的适疗癌症的方法。

【参考文献】

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1 柯善林;阚彩侠;莫博;从博;朱杰君;;金纳米棒的光学性质研究进展[J];物理化学学报;2012年06期

本文编号：2808679