酞菁修饰的介孔二氧化硅在多模成像和协同治疗上的应用

发布时间：2017-08-01 18:32

  本文关键词：酞菁修饰的介孔二氧化硅在多模成像和协同治疗上的应用

  更多相关文章： 酞菁 介孔二氧化硅 多模态成像 光动力学治疗 光热疗

【摘要】：目前,癌症已经成为威胁人们生命健康的主要疾病之一。现有的临床治疗手段,包括放射治疗、化疗(化学药物治疗)、激素治疗、免疫治疗等,经常会引起一些副作用,发展新的治疗方法成为当务之急。与常规的肿瘤治疗手段相比,光学治疗表现出了很强的优势。光学治疗包括光动力学治疗(PDT)和光热治疗(PTT),由于其方便性和微创性,成为一种有效治疗癌症的新兴技术。截至目前,鲜有关于PDT和PTT协同治疗的报道。酞菁作为一种传统的光敏剂,因其疏水性,大大限制了其生物应用。本文选取带Si-OH的二羟基硅酞菁(SPCD)为原料,利用Si-OH的水解作用,将酞菁修饰在二氧化硅表面,通过进一步修饰透明质酸(HA)或者PEG,得到水溶性的酞菁复合材料。水溶性酞菁复合材料具有PDT和PTT双重光疗效果。体外和体内实验的结果清楚表明,酞菁的双重光治疗功能可以杀死体内癌细胞或清除肿瘤组织。全文分为四章.第一章首先综述了光学治疗的治疗机制,常见的光学治疗剂及光学治疗在纳米技术中的应用。然后简要介绍了酞菁的基本性质及应用。最后提出本论文的研究设想。第二章首先利用溶剂热法合成BaGdF5,用溶胶-凝胶法制备出Ba GdF5@m SiO2,然后在介孔SiO2的表面修饰光敏剂二羟基硅酞菁(SPCD)和靶向剂HA。合成的BaGdF5@mSiO2-SPCD/HA具有良好的形貌,而且水溶性很好,可以稳定分散在生理溶液中。体外实验表明,BaGdF5@mSiO2-SPCD/HA纳米材料具有低的细胞毒性。对肿瘤细胞的靶向协同治疗实验和AM/PI双染色实验证明了Ba Gd F5@mSi O2-SPCD/HA材料的光热/光动力学性能,对CD44高表达的HeLa细胞产生了明显的细胞毒性。体内靶向协同治疗效果也比较显著,Ba GdF5@m SiO2-SPCD/HA具有良好的体内治疗效果和较低的毒副作用。Gd和Ba元素的存在,使Ba Gd F5@m SiO2-SPCD/HA在细胞水平和荷瘤鼠体内都表现出较好的MR和CT成像效果,说明该材料可作为一种多模式生物成像造影剂。Ba GdF5@m SiO2-SPCD/HA纳米材料是有肿瘤靶向的、集MR/CT成像和癌症光热/光动力学治疗功能于一体的多功能纳米材料,在肿瘤诊疗方面具有应用前景。第三章我们首先制备和表征了一系列稀土金属掺杂的二氧化硅囊泡。然后选取钆掺杂的二氧化硅囊泡,对其进一步修饰二羟基硅酞菁(SPCD)和带硅烷的聚乙二醇(mPEG-Silane),得到HS-Gd-SPCD/PEG多功能二氧化硅囊泡。二氧化硅囊泡利用水热法制备。SPCD和mPEG-Silane是通过Si-OH或硅烷的水解,依靠化学键作用修饰到二氧化硅表面。合成的HS-Gd-SPCD/PEG具有均一的囊泡形貌,而且在水溶液中分散性好。对4T1细胞的协同治疗实验和AM/PI双染色实验表明,HS-Gd-SPCD/PEG材料具有很好的光学治疗效果。Gd3+具有7个未成对电子、自旋磁矩大、电场对称、弛豫率高,并且二氧化硅囊泡具有高的回声性质,HS-Gd-SPCD/PEG表现出较好的MR和US成像效果。HS-Gd-SPCD/PEG纳米材料有望成为集MR、US成像和癌症光热/光动力学治疗功能于一体的,在生物医学上很有应用前景的纳米材料。第四章对本论文所涉及的酞菁修饰的介孔二氧化硅材料在生物成像和癌症光学治疗中的应用进行了总结和前景展望。
【关键词】：酞菁 介孔二氧化硅 多模态成像 光动力学治疗 光热疗
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.2;R730.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-36
• 1.1 光学疗法11-25
• 1.1.1 光动力学疗法11-21
• 1.1.2 光热疗法21-25
• 1.2 酞菁概述25-28
• 1.2.1 紫外－可见吸收光谱26-27
• 1.2.2 荧光光谱27
• 1.2.3 酞菁的聚集行为27-28
• 1.3 总结28-29
• 1.4 本课题的研究设想29-30
• 参考文献30-36
• 第二章 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD/HA的制备及在靶向MRI/CT成像和光热/光动力学协同治疗上的应用36-62
• 引言36-38
• 2.1 实验部分38-43
• 2.1.1 试剂与仪器38
• 2.1.2 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD/HA复合材料的制备38-39
• 2.1.3 材料在溶液水平的光热实验39
• 2.1.4 材料在溶液水平的光动力学实验39-40
• 2.1.5 细胞培养40
• 2.1.6 细胞毒性实验40-41
• 2.1.7 材料在体外的磁共振（MR）成像41
• 2.1.8 材料在溶液水平的CT成像41
• 2.1.9 体外细胞水平的光动力学治疗41
• 2.1.10 体外细胞水平的光热治疗效果41-42
• 2.1.11 肿瘤小鼠模型的建立42
• 2.1.12 小鼠肿瘤部位核磁共振成像42
• 2.1.13 小鼠肿瘤部位CT成像42-43
• 2.1.14 小鼠肿瘤的体内治疗43
• 2.2 结果与讨论43-59
• 2.2.1 BaGdF_5纳米粒子的制备与表征43-44
• 2.2.2 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD-HA复合材料的表征44-46
• 2.2.3 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD-HA光热性质研究46-47
• 2.2.4 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD-HA体外MR成像47-48
• 2.2.5 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD-HA体外CT成像48-49
• 2.2.6 材料在溶液水平的光动力学性质实验49-50
• 2.2.7 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD-HA溶液的毒性测试50-51
• 2.2.8 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD-HA的细胞光热和光动力学实验51-52
• 2.2.9 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD-HA对肿瘤细胞的靶向协同治疗实验52-53
• 2.2.10 活体CT成像53-54
• 2.2.11 活体MR成像54-55
• 2.2.12 体内透明质酸靶向的协同治疗实验55-57
• 2.2.13 组织病理学和血液分析57-59
• 2.3 本章小结59-60
• 参考文献60-62
• 第三章 酞菁修饰的掺杂稀土金属二氧化硅囊泡的制备及在MRI/超声成像和光热/光动力学协同治疗上的应用62-85
• 引言62-63
• 3.1 实验部分63-68
• 3.1.1 实验试剂和仪器63-64
• 3.1.2 实验步骤64-65
• 3.1.3 复合材料HS-Gd-SPCD/PEG溶液光动力学效果测试65
• 3.1.4 复合材料HS-Gd-SPCD/PEG溶液光热效果测试65
• 3.1.5 HS-Gd-SPCD/PEG在体外的磁共振（MR）成像65-66
• 3.1.6 HS-Gd-SPCD/PEG体外的超声成像66
• 3.1.7 细胞培养66
• 3.1.8 细胞毒性实验66-67
• 3.1.9 激光共聚焦研究细胞光热及光动力治疗效果67
• 3.1.10 小鼠肿瘤模型模型的建立67
• 3.1.11 体内超声成像实验67-68
• 3.1.12 体内光热成像实验68
• 3.1.13 荷瘤鼠光照后病理学分析68
• 3.2 结果与讨论68-82
• 3.2.1 稀土金属掺杂的二氧化硅囊泡的制备和表征68-70
• 3.2.2 HS-Gd-SPCD/PEG的制备与表征70-72
• 3.2.3 HS-Gd-SPCD/PEG的光谱学表征72
• 3.2.4 溶液的光动力学性质探究72-74
• 3.2.5 HS-Gd-SPCD/PEG体外MR成像74
• 3.2.6 溶液的超声成像74-77
• 3.2.7 HS-Gd-SPCD/PEG的细胞毒性实验77-78
• 3.2.8 激光共聚焦显微镜研究材料对细胞的光热效果78-79
• 3.2.9 活体水平的超声成像79
• 3.2.10 活体水平的光热成像79-80
• 3.2.11 肿瘤鼠激光照射后肿瘤部位组织病理学分析80-82
• 3.3 本章小结82-83
• 参考文献83-85
• 第四章 总结和展望85-88
• 4.1 BaGdF_5@mSiO_2-SPCD/HA的制备及在靶向MR/CT成像和光热/光动力学协同治疗上的应用85-86
• 4.2 HS-Gd-SPCD/PEG的制备及在MRI/US成像和光热/光动力学协同治疗上的应用86-88
• 硕士期间主要成果88-89
• 致谢89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 庞雪蕾,唐芳琼;不同形貌介孔二氧化硅的可控制备与表征[J];感光科学与光化学;2004年05期

2 庞雪蕾,任俊,唐芳琼;温度对介孔二氧化硅形貌和介相结构有序性的影响[J];无机化学学报;2005年02期

3 陈文静;李文;汤建新;;杂化介孔二氧化硅溶胶的制备及表征[J];湖南工业大学学报;2011年04期

4 李娟;秦兴章;;介孔二氧化硅纳米粒子的制备研究[J];科技创新导报;2012年36期

5 侯清麟;李露;;氨基功能化介孔二氧化硅的一步合成及吸附性能研究[J];湖南工业大学学报;2012年06期

6 韩书华,侯万国,许军,李正民;助表面活性剂对介孔二氧化硅孔径的影响[J];高等学校化学学报;2004年03期

7 张书政,龚克成;杂化介孔二氧化硅合成中甲醇产物对结构规整度的影响(英文)[J];合成橡胶工业;2005年04期

8 党文修;韩书华;亓贯林;李晶;王仁亮;;棒状有序纳米介孔二氧化硅的合成[J];化学通报;2006年06期

9 党文修;李晶;亓贯林;韩书华;侯万国;;利用助溶剂甲酰胺合成棒状介孔二氧化硅[J];济南大学学报(自然科学版);2006年02期

10 杨涛;周从山;晁自胜;;介孔二氧化硅的合成与表征[J];湖南冶金职业技术学院学报;2006年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 夏晓东;黄昊文;曾云龙;易平贵;;纳米银封堵介孔二氧化硅孔道过氧化氢调控分子输送释放[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第6分册）[C];2010年

2 蔡敏敏;周济;;单分散乳液模板制取有序介孔二氧化硅[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

3 张庆红;吕飞;王野;万惠霖;;一种制备具有螺旋孔道的棒状介孔二氧化硅的方法[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年

4 应海平;黄政;刘向农;陈娅如;杨宇翔;;不同链长的季铵盐表面活性剂对合成介孔二氧化硅的影响[A];上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集[C];2006年

5 孙成高;陶莉;刘奇;梁海军;黄彩娟;晁自胜;;酸性条件下介孔二氧化硅材料微观形貌的变温调控[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（上）[C];2007年

6 于秀玲;邵高耸;袁忠勇;;铁掺杂介孔二氧化硅材料的制备及表征[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年

7 玄明君;贺强;;自驱动介孔二氧化硅纳米马达[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会：表面界面与纳米结构材料[C];2013年

8 杨永刚;李宝宗;陈媛丽;毕丽峰;;单手螺旋介孔二氧化硅和有机无机杂化二氧化硅的制备[A];“2008年分子手性起源与识别学术研讨会”论文集[C];2008年

9 谭磊;刘传军;卓仁禧;;基于介孔二氧化硅的具有尺寸选择性控制释放体系的制备[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题H：医用高分子[C];2013年

10 党文修;韩书华;许军;闫欣;侯万国;;有序介孔二氧化硅中空管的合成[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 何定庚;基于可逆、可再生介孔二氧化硅的刺激响应控制释放和分析检测研究[D];湖南大学;2012年

2 汤小胜;水体中几种污染物的吸附及高级氧化技术降解的研究[D];中国地质大学;2015年

3 张嘉坤;三种农药缓释系统的构建及综合效果评价[D];中国农业科学院;2015年

4 许东坡;新型介孔、大孔二氧化硅材料的合成及其性能的研究[D];上海交通大学;2014年

5 杨舜;基于介孔二氧化硅的功能纳米复合材料的合成及其性能研究[D];苏州大学;2016年

6 刘长辉;DNA介导的功能化介孔二氧化硅的药物控释与生物传感研究[D];湖南大学;2015年

7 刘卫;介孔二氧化硅颗粒内的装载调控及其在仿生腔室中的应用[D];湖南大学;2015年

8 滕兆刚;介孔SiO_2及介孔磁性复合物的制备与性质研究[D];吉林大学;2009年

9 肖强;介孔二氧化硅的温和条件合成[D];南开大学;2007年

10 费海姆;基于介孔二氧化硅材料的新兴纳米医药平台[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈仲冬;双表面活性剂模板法制备介孔二氧化硅及其应用研究[D];浙江大学;2012年

2 杨阳;壳聚糖—介孔二氧化硅载药纳米粒子的制备及性能研究[D];郑州大学;2015年

3 齐欢;间隔自组装法制备等级介孔二氧化硅及介孔有机硅[D];东北大学;2014年

4 张婷;基于介孔二氧化硅的纳米药物控释体系的研究[D];哈尔滨师范大学;2016年

5 李月香;基于功能化介孔二氧化硅载体酶的固定化及其催化芳烃降解研究[D];青岛科技大学;2016年

6 虞叶骏;功能化介孔二氧化硅纳米颗粒的可控制备及其催化性能的研究[D];华东师范大学;2016年

7 张鑫;非对称银—介孔二氧化硅纳米粒子在肿瘤诊治一体化的研究[D];吉林大学;2016年

8 杜涵;介孔二氧化硅空心球制备及改性的研究[D];广东工业大学;2016年

9 王延庆;介孔氧化硅和氧化硅复合物的制备与应用[D];天津工业大学;2016年

10 曹成文;介孔二氧化硅负载阿霉素及光热功能纳米钌抗肿瘤活性的研究[D];暨南大学;2016年

，

本文编号：605639