二维金属硫化物纳米材料在小鼠体内的分布、代谢及毒理学研究

发布时间：2017-10-02 20:04

  本文关键词：二维金属硫化物纳米材料在小鼠体内的分布、代谢及毒理学研究

  更多相关文章： 过渡金属二维硫化物 生物分布 代谢 毒理学

【摘要】：近些年来,具有独特二维结构和特殊物理化学性质的过渡族金属二维硫化物吸引了众多领域的科研工作者的关注,包括纳米生物医药领域。许多相关研究结果显示,过渡族金属二维硫化物以其优异的性质在肿瘤光热治疗、体内多模态成像、抗肿瘤药物输送以及生物传感器和组织工程等诸多方面都具有良好的效果,展现出潜在的应用价值。鉴于过渡族金属二维硫化物在纳米生物医药领域广阔的应用前景,对其在动物体内的分布、代谢及长期毒理学行为进行研究探索显得尤为紧迫及必要。然而就我们所知,目前针对二维硫化物的相关毒理学研究极其有限,基于此现状我们选择研究三种过渡金属二维硫化物的毒性及生物分布及代谢行为。本论文通过自下而上法合成了MoS_2、WS_2、Ti S_2三种过渡金属二维硫化物,同时制备了一种带有巯基的聚乙二醇高分子(LA-PEG)对三种二维硫化物进行表面修饰,使其在生理环境下具有良好的稳定性。首先对合成并修饰的三种过渡金属二维硫化物的体外毒性进行了探究。分别选取Raw 264.7、293T、4T1三种细胞作为受试细胞,用MTT法检测经材料处理后的细胞的存活率。同时通过LDH释放检测及ROS实验探究材料对细胞膜功能的影响以及是否造成细胞内活性氧分子浓度的升高。随后选用健康的成年Balb/c小鼠作为受试对象探究MoS_2-PEG、WS_2-PEG、TiS_2-PEG在小鼠体内的生物分布及代谢行为。通过尾静脉注射的方式将三种材料注射到小鼠体内,在设定的时间点处死小鼠并将其解剖,收集其器官并检测各个器官中的离子含量。采用代谢笼收集小鼠的尿液及粪便,分析其中的离子含量以探究三种材料的代谢途径。通过体外模拟降解实验来解释MoS_2-PEG、WS_2-PEG、TiS_2-PEG在小鼠体内的生物分布及代谢行为的差异。最后通过对小鼠血常规血生化检测及对组织切片进行免疫组化染色探究三种二维纳米材料的体内毒性。实验结果表明,三种二维硫化物在注射1天后大部分集中在肝、脾等网状内皮系统器官中,在注射30天后,MoS_2-PEG基本上完全被代谢出体外,而WS_2-PEG和TiS_2-PEG在肝、脾中仍然有很高的富集,三种二硫化物表现出明显的代谢差异。小鼠代谢物的收集和检测表明MoS_2-PEG能够通过尿液及粪便代谢出体外,而另外两种材料则在尿液和粪便中含量极低。进一步的体外降解实验表明是化学性质的差异导致了三种二维硫化物的代谢行为差异,MoS_2-PEG易被氧化降解,最终以离子的形式通过尿液及粪便被排出小鼠体外。我们的研究结果表明MoS_2-PEG作为一种低毒性、可降解、易代谢的二维硫化物,具有良好的临床应用前景,可用于进一步的研究。
【关键词】：过渡金属二维硫化物 生物分布 代谢 毒理学
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R114;TB383.1
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-32
• 1.1 引言10
• 1.2 二维纳米材料简介10-11
• 1.3 过渡金属二维硫化物11-14
• 1.3.1 过渡金属二维硫化物的制备方法12-14
• 1.3.2 过渡金属二维硫化物的表面修饰14
• 1.4 过渡金属二维硫化物在生物医药领域的应用14-20
• 1.4.1 过渡金属二维硫化物应用于荧光成像和细胞标记14-15
• 1.4.2 过渡金属二维硫化物用于肿瘤光热治疗和药物输送15-17
• 1.4.3 过渡金属二维硫化物用于生物成像17-18
• 1.4.4 过渡金属二维硫化物应用于生物传感领域18-20
• 1.5 二维纳米材料的毒理学研究20-21
• 1.5.1 过渡金属二维硫化物的细胞毒性研究20-21
• 1.5.2 过渡金属二维硫化物的活体毒性研究21
• 1.6 本课题的选题思路和研究内容21-22
• 参考文献22-32
• 第二章 MoS_2、WS_2、TiS_2三种过渡金属二维硫化物的制备、修饰及表征32-45
• 2.1 引言32
• 2.2 实验所需试剂32-33
• 2.3 实验所需仪器33
• 2.4 实验步骤33-35
• 2.4.1 MoS_2、WS_2、TiS_2的制备。33-34
• 2.4.2 LA-PEG的制备34
• 2.4.3 三种二维硫化物的修饰34-35
• 2.5 实验结果与讨论35-41
• 2.5.1 MoS_2、WS_2、TiS_2的表征35-37
• 2.5.2 MoS_2-PEG、WS_2-PEG、Ti S_2-PEG的表征37-41
• 2.6 本章小结41
• 参考文献41-45
• 第三章 三种二维硫化物的体外毒性研究45-56
• 3.1 引言45
• 3.2 实验所需试剂45
• 3.3 实验所需仪器45-46
• 3.4 实验步骤46-48
• 3.4.1 MTT法检测细胞存活率46
• 3.4.2 LDH法检测细胞膜完整性46-47
• 3.4.3 细胞内活性氧检测47
• 3.4.4 溶血实验47-48
• 3.5 实验结果与讨论48-52
• 3.5.1 细胞存活率分析48-49
• 3.5.2 细胞膜完整性检测49
• 3.5.3 细胞内活性氧浓度分析49-50
• 3.5.4 体外红细胞相容性分析50-52
• 3.6 本章小结52
• 参考文献52-56
• 第四章 三种二维硫化物在小鼠体内生物分布、代谢行为以及体内毒性研究56-73
• 4.1 引言56
• 4.2 实验所需试剂56
• 4.3 实验所需仪器56-57
• 4.4 实验步骤57-59
• 4.4.1 三种二维硫化物在小鼠体内的生物分布57
• 4.4.2 三种二维硫化物在小鼠体内的代谢行为研究57-58
• 4.4.3 体外降解实验58
• 4.4.4 小鼠血常规血生化检测58
• 4.4.5 小鼠的H＆E染色58-59
• 4.5 实验结果与讨论59-69
• 4.5.1 生物分布结果分析59-60
• 4.5.2 代谢行为结果分析60-61
• 4.5.3 降解机理分析61-65
• 4.5.4 小鼠血常规血生化分析65-68
• 4.5.5 小鼠的H＆E染色结果分析68-69
• 4.6 本章小结69
• 参考文献69-73
• 第五章 结论73-75
• 5.1 结论73-74
• 5.2 工作展望74-75
• 攻读学位期间公开发表的论著、论文等75-76
• 致谢76-77

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