超顺磁氧化铁纳米颗粒在小鼠体内的转化及代谢
本文关键词：超顺磁氧化铁纳米颗粒在小鼠体内的转化及代谢，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：随着纳米科学和纳米技术的迅速发展,越来越多的纳米材料(NMs)被用于生产、生活。超顺磁氧化铁纳米颗粒(SPIONs)是一种重要的生物医用纳米材料,除用于核磁共振成像(MRI)外,还可用于靶向给药、基因治疗和热疗等。然而,目前有关SPIONs物理化学特性对其在体内代谢行为的影响了解还不够充分,影响了其进一步的应用。本课题合成了两种不同粒径(6 nm和55 nm)的SPIONs,评价了其靶器官毒性。利用同位素示踪技术观测SPIONs在小鼠体内的分布,透射电子显微镜(TEM)及同步辐射扫描透射X射线显微技术(STXM)检测SPIONs在在细胞水平的分布与转化。实验得到的主要结果如下：(1)SPIONs的主要靶器官为肝脏和脾脏,并富集于肝脾巨噬细胞的溶酶体中。在肝脏和脾脏中会在短期引起不同程度的氧化损伤,但均在第7天恢复到正常水平,但均未造成明显的器质性损伤。(2)采用两种不同标记方式(64Cu和59Fe)得到的放射性SPIONs代谢方式相似,主要随粪便排泄出体外,其次是尿液。尾静脉注射的放射性SPIONs半小时内被从血液中清除,而离子对照组的清除速度较慢且清除率较低。秋水仙素抑制溶酶体外排导致肝-胆-肠代谢途径受阻,粪便中放射性排泄量降低,证明了SPIONs代谢的途径。(3)体外实验表明SPIONs在溶酶体模拟液(PSF)中会迅速解离释放出铁离子,说明代谢产物中的铁是以离子形式存在。STXM结果表明在注射后7天的巨噬细胞中,吞噬了大量SPIONs的溶酶体周围存在铁蛋白受体,说明部分被溶酶体降解的铁离子通过与铁蛋白的结合参与到体内铁代谢过程中。本论文探讨两种SPIONs不同粒径和物理化学性质与其生物效应的关系,将常规方法与同位素示踪技术以及同步辐射技术相结合研究了超顺磁氧化铁纳米颗粒在小鼠体内的转化和代谢机制,指出SPIONs会导致短期的氧化应激后逐渐恢复正常水平,在体内逐渐被吞噬溶酶体降解为铁离子后与铁蛋白结合,参与到体内正常铁代谢过程,对SPIONs作为药物进入人体后的安全性提供了实验支撑。
【关键词】：超顺磁氧化铁纳米颗粒 小鼠 毒性 代谢 转化
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171.5
【目录】：
- 摘要7-8
- Abstract8-12
- 0 前言12-13
- 1 绪论13-28
- 1.1 研究背景和意义13
- 1.2 ENPs在生物医学领域的应用13-15
- 1.2.1 ENPs应用于医疗诊断13-14
- 1.2.2 ENPs应用于药物治疗14-15
- 1.2.3 ENPs的潜在安全性问题15
- 1.3 人工纳米颗粒在体内的代谢和转化15-20
- 1.3.1 ENPs在血液中的代谢和转化15-17
- 1.3.2 ENPs在主要脏器中的代谢和转化17-20
- 1.4 超顺磁氧化铁纳米颗粒的研究现状20-22
- 1.4.1 环境中的氧化铁纳米颗粒20
- 1.4.2 超顺磁氧化铁纳米颗粒在生物医学领域的应用20-21
- 1.4.3 超顺磁氧化铁纳米颗粒的安全性研究21-22
- 1.5 同步辐射技术在纳米生物效应研究中的应用22-24
- 1.5.1 同步辐射技术的概述22-23
- 1.5.2 同步辐射技术在纳米生物效应研究中的应用23-24
- 1.6 同位素示踪技术在纳米生物效应研究中的应用24-25
- 1.6.1 同位素示踪技术技术的概述24
- 1.6.2 同位素示踪技术技术在纳米生物效应研究中的应用24-25
- 1.7 研究的目标、内容及拟解决的关键问题25-28
- 1.7.1 研究目标25-26
- 1.7.2 研究内容26
- 1.7.3 拟解决的关键问题26-27
- 1.7.4 技术路线27-28
- 2 两种不同粒径SPIONs的合成及表征28-34
- 2.1 引言28
- 2.2 材料与方法28-30
- 2.3 结果与讨论30-33
- 2.3.1 形貌及粒径表征结果30-31
- 2.3.2 晶体结构及化学成分表征结果31-32
- 2.3.3 磁性表征结果32-33
- 2.4 小结33-34
- 3 两种不同粒径SPIONs对小鼠的急性毒性实验34-45
- 3.1 引言34
- 3.2 材料与方法34-36
- 3.3 结果与讨论36-44
- 3.3.1 两种SPIONs对小鼠体重与脏器系数的影响36-37
- 3.3.2 两种SPIONs对小鼠血清生化指标的影响37
- 3.3.3 两种SPIONs在小鼠肝脾肾组织中的超微结构分布37-39
- 3.3.4 两种SPIONs处理组小鼠肝脾肾组织的病理学变化39-41
- 3.3.5 两种SPIONs处理组小鼠肝脾组织匀浆的生化指标变化41-44
- 3.4 小结44-45
- 4 放射性示踪研究55 nm SPIONs在小鼠体内的分布45-60
- 4.1 引言45-46
- 4.2 材料与方法46-48
- 4.3 结果与讨论48-59
- 4.3.1 验证NOTA与SPIONs结合48-49
- 4.3.2 PET观测~(64)Cu在小鼠体内分布的短期变化49-50
- 4.3.3 ~(59)Fe在小鼠血液中的含量的长期变化50-51
- 4.3.4 ~(59)Fe在小鼠代谢物中的含量的长期变化51-53
- 4.3.5 ~(59)Fe在小鼠各脏器中含量的长期变化53-57
- 4.3.6 ~(59)Fe-SPIONs在体外吞噬溶酶体模拟液中的解离57-58
- 4.3.7 非放射性组小鼠肝脏中SPIONs的超微结构分布58-59
- 4.4 小结59-60
- 5 同步辐射技术研究SPIONs在小鼠体内的形态转化60-64
- 5.1 引言60
- 5.2 材料与方法60-61
- 5.3 结果与讨论61-63
- 5.3.1 样品TEM定位61
- 5.3.2 STXM测定Fe元素在巨噬细胞内的形态变化61-63
- 5.4 小结63-64
- 6 结论、创新之处与展望64-66
- 6.1 结论64-65
- 6.2 创新之处65
- 6.3 研究展望65-66
- 参考文献66-76
- 附录76-77
- 致谢77-78
- 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果78
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