基于纳米材料的肿瘤标志物检测及诊疗一体化研究

发布时间：2020-09-21 12:23

　　肿瘤作为人类健康的一大威胁,对其进行有效的检测和治疗已成为相关领域的研究热点。本文首先合成了MnO_2纳米薄片,基于此设计了具有靶向识别作用的纳米探针,然后结合滚环扩增(rolling circle amplification,RCA)策略,实现了细胞内谷胱甘肽(GSH)的灵敏检测及肿瘤细胞成像的荧光/磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)双模放大系统;其次,利用DNA自组装及纳米技术,利用滚环转录反应(rolling circle transcription,RCT),合成了RNA纳米水凝胶,构建了用于复合给药以及靶向治疗的诊疗一体化系统。主要的研究内容如下:基于MnO_2纳米薄片设计了一种新型的MRI及荧光的双模检测方法,用于细胞内GSH的检测。MnO_2纳米薄片在该工作中有三个作用,可作为DNA传递的载体,可猝灭荧光信号,可以被细胞内的GSH激活而成为MRI成像造影剂。在MnO_2纳米薄片表面吸附上的适配体从而促进其对靶向细胞的内吞作用。一旦内吞进入细胞内部,MnO_2纳米薄片就会与细胞内的GSH相互作用,导致其消解产生Mn~(2+)用于MRI,同时也会使吸附在表面的引物DNA得到释放,进而启动RCA使最终的荧光检测信号得以有效放大,完成对细胞内GSH的高灵敏检测。结果表明,该二氧化锰纳米探针具有较好的选择性,可用于细胞内GSH的检测。对于一般的抗癌药物来说,传统的癌症治疗方法依然面临着很多的挑战,比如在药物的靶向性以及药物系统传递等方面。本文通过RNA NHs设计了一种联合基因疗法、化学药物疗法以及光敏剂疗法的协同作用机制。MicroRNA(mi RNA)作为一种对基因表达有作用的调节因子,在癌症的治疗研究中前景可观。在本工作中,RNA NHs是一种经过RCT反应的产物。其中,可在同一个RNA NHs中同时包含有三种miRNA(let 7a、miR 34a、miR 145)。经过碱基序列的设计,化学药物阿霉素(DOX)和光敏剂四甲基吡啶卟啉(TMPyP_4)可以被有效的嵌入到RNA NHs中。这个多功能的RNA NHs在适配体作用下可以传递到细胞内部,在光照的作用下,使基因调控、化学药物、光敏剂同时发挥治疗作用。因此,RNA NHs作为一种智能的光控药物释放纳米系统,为多功能协同作用进行癌症治疗展现了巨大的潜力。
【学位单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R730;TB383.1
【部分图文】：

纳米,纳米技术

[13]等人利用DNA单链合成了一个正六面体结构（图1-1A）;与此类似，也有报道展示了一个同时具有十二个连接支柱和六个柔性接头的截角八面体[14](图1-1B)，Goodman 等[15]则合成了一个具有刚性的手性DNA 四面体(图1-1C)。在此基础上，研究者们结合有机骨架易于固定的优点，对DNA自组装纳米技术进行了更为深化的研究。Aldaye 和Sleiman[16,17]合成了正六边形的刚性骨架结构，并与修饰有金纳米颗粒的DNA单链形成定性连接（图1-1D、E），此后，又改造合成了三棱柱、五棱柱以及巴基球、DNA笼子等等多样的空间立体结构(图1-1F）[18,19]。图1-1各种典型的纳米小结构Fig 1-1 Typical DNA nanostructures在 DNA 纳米技术不断发展的过程中同时也出现了一些挑战。例如，组装的过程机械繁琐

纳米结构,单链,生物传感,山东师范大学

山东师范大学硕士学位论文行过程中，通过单链瓦片的折纸方案，使 42 个碱基的 DNA 单链，与相邻个瓦片接口相连接形成的各式各样的纳米结构图案[24]。因为这是一种完全链组装而成的，具有可灵活易操作的优势，故可以主观的任意改变形状。现阶DNA 纳米技术随着其功能的开发及相关研究的深入，已广泛运用到纳米技布[25]，药物相关治疗[26]以及生物传感[27]等各个方面。

纳米材料,量子点,纳米颗粒,碳纳米管

常用纳米材料(A) 量子点 (B) 带电纳米颗粒 (C) 磁性纳米粒子 (D) 碳(E)纳米设备 (F)多功能化的纳米材料。e of representative nanomaterials as probes: (A) QDs, (B) charged nanoparc nanoparticles, (D) carbon nanotubes, (E) nanodevices, and (F) multifunctionanomaterials.米材料构建一个纳米探针，从而可以在一定程度上实现对细胞志物的高灵敏检测，这对于癌症的早期预防和诊断来说，意义结合荧光共振能量转移技术，建立了一个新型的基于 MoS2纳P 适配体纳米探针，可以实现对细胞内 ATP 的原位点的灵活检现可操控的光动力治疗。在该研究策略中，如图 1-4 所示，该6-ATP 适配体的二氧化钼纳米探针首先内吞到细胞内部，然后纳米探针释放产生单线态氧，最后再溶酶体酶的作用下，达到的。MoS2纳米片，粒径较小，可以很容易很迅速的内化到细胞

【参考文献】