富含特定含氧官能团的碳纳米材料的构建及其生物医学应用
发布时间：2021-09-17 12:14
由于具有独特的物理化学性质和较好的生物相容性,碳纳米材料在生物医学等领域中引起了广泛的关注。近年来的研究发现,碳纳米材料在特定的生理或病理条件下,具有调节活性氧物种（ROS）水平的能力,可用于对不同疾病的缓解与治疗。然而,由于在调节氧化还原水平的过程中,碳纳米材料的活性较低,且机制不明确,使其在实际应用中受到了较大限制。在本论文中,我们通过系统地研究碳纳米材料表面的含氧官能团对其ROS调节活性的影响,设计并构建了一系列具有高ROS调节活性的富含特定含氧官能团的碳纳米材料,并将其应用于抗细菌感染和抗氧化治疗。除此以外,我们还开发了新型的响应型磁共振成像纳米探针,用于在活体中监测ROS水平。取得的成果概括如下:1、碳纳米管（CNTs）及其衍生物已经被用作可以模拟天然酶活性的非金属纳米材料（纳米酶）。然而,基于CNTs的纳米酶通常催化活性较低,因此限制了其进一步的生物医学应用。我们合成了一系列富含含氧官能团的氧化碳纳米管（o-CNTs）,作为高效的过氧化物酶模拟物。通过机理研究,我们证明了氧化碳纳米管表面的羰基是生物催化反应的活性中心,而其表面的羧基和羟基会作为竞争位点,抑制催化活性。通过屏...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?１碳纳米材料的种类及其生物医学应用［１］
?第１章绪论???基（？ＯＨｆ３。这些化学物质在调节生物体内的各种生理功能的过程中起着至关重??要的作用。ＲＯＳ的生化特性是生物生长、适应以及衰老过程中的基矗然而，??ＲＯＳ在生物体内的过度产生会导致氧化应激损伤，导致多种疾病的发生，例如癌??症，神经退行性疾病，炎症等。因此，如何将特定病变组织内的ＲＯＳ浓度控制??在预期的阈值之内，从而对一系列的疾病产生治疗作用，是研宄工作者们所关注??的话题。最近，大量的研究表明，碳纳米材料在特定的生理或病理条件下，具有??独特的调控ＲＯＳ水平的能力。绪论部分主要介绍碳纳米材料在生物医学领域的??应用，着重介绍具有ＲＯＳ调控能力的碳纳米材料及其在疾病治疗中的应用。??ＲＯＳ?Ｃｈｅｍｉｓｔｆｙ?Ｉ?ＲＯＳ?Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??ＲＯＳ?Ｓｃｉｅｎｃｅ??￣?Ａｍａｌｇａｍａｔｉｏｎ！?Ｃｏｍｐｔｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ??ＲＯＳ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?＼?／?ｉ?ＲＯＳ?ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ??Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ??Ｍａｔｅｒｉａｌ?Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ??图１．?２基于ＲＯＳ的化学，生物医学，与材料学［３］。??２??
?第１章绪论???轉??Ｃａｎｃｅｒ?Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?Ｊ?：?＾?ｍ?＾?Ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ?Ｔｈｅｒａｐｙ??ｆｊ?－?＼Ｍ??８ａｃｔ０＊ａ?Ｊｎａｃｔ＾ｖａｔ．ｏｎｊ７?Ｄｙｓｈｏｍｅｏｓｌａｓｉｓ?Ｔｈｅｒａｐｙ?＊＇??“?＿．?．?．?．?Ｎａｎｏｍｅｄｘａｎｅ－ｇｕｌｄｅｄ?ＲＯＳ?Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?＾?＾?＾??Ｗｏｕｎｄ?Ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ?—．．．—?—?Ｃｅｌｌｕｌａｒ?Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??图１．?３基于ＲＯＳ的纳米医学及其生物应用。材料化学赋予纳米制剂独特的ＲＯＳ生成／清除能??力，可用于对不同疾病（例如癌症，神经退行性疾病，细菌感染等）的缓解与治疗ｔ３］。??１．２碳纳米材料的分类及其生物医学应用??１．２．?１富勒烯??富勒烯是第一个受到广泛关注的碳纳米材料。尽管近年来随着碳纳米管和石??墨烯的迅速崛起，富勒烯的研究热度出现了一定程度的下降，但是由于其具有超??小的尺寸，均匀的分散性，以及丰富的化学性质，使其仍在生物医学领域中获得??了大量的研究兴趣［４］。富勒烯是高度对称的球体结构，其范德华直径为１．１?ｎｍ，??且仅包含碳原子。尽管富勒烯不溶于水，但是它可以通过亲水性表面基团的修饰??来增加水溶性和生物相容性［５％。另一方面，疏水性的富勒烯也可以作为客体分??子通过与两亲性主体分子之间的超分子相互作用被非共价地封装在环糊精或胶??束中同时，富勒烯易于表面功能化，可以通过修饰抗体来选择性靶向特定的??生物标记物［９］。??富勒烯的独特尺寸可赋予其各种独特的功能，用于生物成像以及药物／基因递??送。首先，Ｃ６〇分子的空心腔可用
本文编号：3398702
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．?１碳纳米材料的种类及其生物医学应用［１］
?第１章绪论???基（？ＯＨｆ３。这些化学物质在调节生物体内的各种生理功能的过程中起着至关重??要的作用。ＲＯＳ的生化特性是生物生长、适应以及衰老过程中的基矗然而，??ＲＯＳ在生物体内的过度产生会导致氧化应激损伤，导致多种疾病的发生，例如癌??症，神经退行性疾病，炎症等。因此，如何将特定病变组织内的ＲＯＳ浓度控制??在预期的阈值之内，从而对一系列的疾病产生治疗作用，是研宄工作者们所关注??的话题。最近，大量的研究表明，碳纳米材料在特定的生理或病理条件下，具有??独特的调控ＲＯＳ水平的能力。绪论部分主要介绍碳纳米材料在生物医学领域的??应用，着重介绍具有ＲＯＳ调控能力的碳纳米材料及其在疾病治疗中的应用。??ＲＯＳ?Ｃｈｅｍｉｓｔｆｙ?Ｉ?ＲＯＳ?Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??ＲＯＳ?Ｓｃｉｅｎｃｅ??￣?Ａｍａｌｇａｍａｔｉｏｎ！?Ｃｏｍｐｔｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ??ＲＯＳ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?＼?／?ｉ?ＲＯＳ?ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ??Ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ??Ｍａｔｅｒｉａｌ?Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ??图１．?２基于ＲＯＳ的化学，生物医学，与材料学［３］。??２??
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本文编号：3398702
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