可肾脏清除的功能性金纳米簇应用于肿瘤智能诊疗研究
发布时间：2021-01-06 09:45
在众多抗癌纳米试剂中,像纳米簇或者量子点这样尺寸较小的纳米试剂,可以通过肾脏代谢清除,具有较高的生物安全性,被广泛用于肿瘤诊疗中。然而,这类纳米试剂因尺寸较小,肾脏可以在极短的时间内将其代谢排出体外,致使血液中纳米试剂的浓度急剧降低,进而导致肿瘤组织对纳米试剂的摄取率较低。因此,通过延缓肾脏对纳米试剂的清除速率,来提高肿瘤组织对纳米试剂的摄取率是十分必要的。在本论文中,我们通过选用具有极好生物相容性且带有大量羧基的天然多糖海藻酸钠（Sodium Alginate,SA）成功制备海藻酸钠─金纳米簇（SA-Au NCs）。该方法制备的纳米簇不仅延长了肾脏代谢清除的时间,提高了肿瘤组织对纳米簇的摄取率,同时还具有智能治疗的功能。具体详细工作如下:1、以天然多糖SA和氯金酸（Chloroauric acid,HAuCl4·4H2O）为主要原料,通过热还原法合成SA-Au NCs。其中SA作为还原剂和稳定剂。SA-Au NCs的平均尺寸仅为4.6 nm,具有较好的分散性、稳定性及X射线衰减性能等。同时,SA-Au NCs展现出灵敏的pH响应聚集行为。在...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)BSA-AuNCs被注射进MDA-MB-45肿瘤小鼠和(b)Hela肿瘤小鼠后的荧光成像[7]
青岛大学硕士学位论文4图1.2(a)可通过肾脏清除GS-AuNPs的肿瘤靶向示意图；(b)GS-AuNPs和有机染料小分子IRDye800CW的结构示意图；(c)分别将GS-AuNPs和IRDye800CW注射到生物体后的荧光成像[11]1.2.1.2金纳米簇应用于生物CT成像基于X射线的CT成像，不仅能够二维成像还可以无限深度的对生物骨骼等组织进行三维成像。同时由于基于X射线的CT成像具有对基础设备要求低、操作简便、成本低及可快速成像等特性，所以CT成像在临床诊断中仍然占据主导地位。在CT成像中，体外产生的光量子或X射线因穿过的生物组织的密度不同，其衰减程度也不同，因此可以利用这一特性，通过CT成像来分辨生物组织是否发生异常。然而对于生物体软组织而言，由于软组织的密度相对较低，即使软组织发生异常对光量子的吸收或者X射线的衰减程度的变化相对也比较低，使采用CT成像方式对软体组织准确诊断的难度增大。因此使用造影剂可以增大软组织中健康组织和异常组织的对比度进行准确分辨，比如常用的造影剂碘、钡等。我们知道较大的原子序数
鹊ヒ荒Ｊ匠上裆覆榫哂懈?叩目?信度。Zhang等[13]人在Ying课题组[8]曾报道合成AuNCs方法基础上进行了优化并构建出可应用双模态成像的BSA-AuNCs。合成出的BSA-AuNCs不仅拥有光致发光性能，可用于荧光成像，同时较小尺寸的金基纳米试剂在肿瘤区域具有高渗透和长滞留效应，而分布在健康组织中的金基纳米试剂可被肾脏快速代谢排出体外，可以显著增大健康组织和肿瘤组织对X射线衰减程度的差异。在前面我们已经对BSA起到的作用和合成的BSA-AuNCs荧光成像进行了分析。因此，在这里我们仅对BSA-AuNCs在CT成像方面的应用进行概述。据图1.3a和b，可以看出Zhang等合成的BSA-AuNCs在其浓度为40mM时，其CT值达到650HU左右，实验结果表明BSA-AuNCs对X射线具有很好的衰减能力。在图1.3c中经X射线扫描的CT成像，在软组织中可以清晰的分辨出健康组织和肿瘤组织。这主要由于Au本身的原子序数大且质量密度高，可以有效的对X射线进行衰减。同时BSA精准控制合成小尺寸的BSA-AuNCs增强在肿瘤区域的渗透并延长在肿瘤组织的滞留时间，然而在健康组织中BSA-AuNCs由于尺寸较小可以快速的被生物机体的肾脏代谢排出体外。在进行X射线成像时，肿瘤组织因BSA-AuNCs的大量富集，使肿瘤组织的平均密度高于周围健康组织，大幅度增强了肿瘤组织对X射线的衰减能力。因此，在CT成像结果中可以明显看到肿瘤组织与健康组织的差异。这部分工作阐明了金基纳米材料由于金元素原子序数大和质量密度高，作为X射线造影剂在用于肿瘤诊断方面具有巨大的潜力，同时结合超小贵金属粒子的光致发光性能可以通过多模态成像对早期疑患癌症人员进行更精准的筛查。图1.3(a-b)不同浓度BSA-AuNCs的CT体外造影性能表征；(c)注射BSA-AuNCs后生物体的CT成像[13]
本文编号：2960351
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)BSA-AuNCs被注射进MDA-MB-45肿瘤小鼠和(b)Hela肿瘤小鼠后的荧光成像[7]
青岛大学硕士学位论文4图1.2(a)可通过肾脏清除GS-AuNPs的肿瘤靶向示意图；(b)GS-AuNPs和有机染料小分子IRDye800CW的结构示意图；(c)分别将GS-AuNPs和IRDye800CW注射到生物体后的荧光成像[11]1.2.1.2金纳米簇应用于生物CT成像基于X射线的CT成像，不仅能够二维成像还可以无限深度的对生物骨骼等组织进行三维成像。同时由于基于X射线的CT成像具有对基础设备要求低、操作简便、成本低及可快速成像等特性，所以CT成像在临床诊断中仍然占据主导地位。在CT成像中，体外产生的光量子或X射线因穿过的生物组织的密度不同，其衰减程度也不同，因此可以利用这一特性，通过CT成像来分辨生物组织是否发生异常。然而对于生物体软组织而言，由于软组织的密度相对较低，即使软组织发生异常对光量子的吸收或者X射线的衰减程度的变化相对也比较低，使采用CT成像方式对软体组织准确诊断的难度增大。因此使用造影剂可以增大软组织中健康组织和异常组织的对比度进行准确分辨，比如常用的造影剂碘、钡等。我们知道较大的原子序数
鹊ヒ荒Ｊ匠上裆覆榫哂懈?叩目?信度。Zhang等[13]人在Ying课题组[8]曾报道合成AuNCs方法基础上进行了优化并构建出可应用双模态成像的BSA-AuNCs。合成出的BSA-AuNCs不仅拥有光致发光性能，可用于荧光成像，同时较小尺寸的金基纳米试剂在肿瘤区域具有高渗透和长滞留效应，而分布在健康组织中的金基纳米试剂可被肾脏快速代谢排出体外，可以显著增大健康组织和肿瘤组织对X射线衰减程度的差异。在前面我们已经对BSA起到的作用和合成的BSA-AuNCs荧光成像进行了分析。因此，在这里我们仅对BSA-AuNCs在CT成像方面的应用进行概述。据图1.3a和b，可以看出Zhang等合成的BSA-AuNCs在其浓度为40mM时，其CT值达到650HU左右，实验结果表明BSA-AuNCs对X射线具有很好的衰减能力。在图1.3c中经X射线扫描的CT成像，在软组织中可以清晰的分辨出健康组织和肿瘤组织。这主要由于Au本身的原子序数大且质量密度高，可以有效的对X射线进行衰减。同时BSA精准控制合成小尺寸的BSA-AuNCs增强在肿瘤区域的渗透并延长在肿瘤组织的滞留时间，然而在健康组织中BSA-AuNCs由于尺寸较小可以快速的被生物机体的肾脏代谢排出体外。在进行X射线成像时，肿瘤组织因BSA-AuNCs的大量富集，使肿瘤组织的平均密度高于周围健康组织，大幅度增强了肿瘤组织对X射线的衰减能力。因此，在CT成像结果中可以明显看到肿瘤组织与健康组织的差异。这部分工作阐明了金基纳米材料由于金元素原子序数大和质量密度高，作为X射线造影剂在用于肿瘤诊断方面具有巨大的潜力，同时结合超小贵金属粒子的光致发光性能可以通过多模态成像对早期疑患癌症人员进行更精准的筛查。图1.3(a-b)不同浓度BSA-AuNCs的CT体外造影性能表征；(c)注射BSA-AuNCs后生物体的CT成像[13]
本文编号：2960351
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