基于介孔聚多巴胺-金纳米材料的功能蛋白递送研究

发布时间：2021-10-24 00:54

　　功能蛋白递送载体的设计与制备一直是纳米医药领域的研究重点之一。载体平台的可靠与否对功能蛋白的递送和释放有直接影响,决定了功能蛋白能否有效地完成其目的作用。论文针对实际研究中功能蛋白的递送问题,设计了一种基于介孔聚多巴胺的纳米载体平台,重点研究了介孔聚多巴胺-金纳米颗粒和介孔聚多巴胺-金纳米棒两种有机-无机复合纳米材料,并以它们为功能蛋白载体,深入探索了介孔聚多巴胺-金纳米材料在生物检测和肿瘤治疗中的应用。本论文的主要工作和成果如下:1.具有核壳结构的介孔聚多巴胺-金纳米材料的制备及其光热转化性能。采用“软模板法”在水/1,3,5-三甲基苯/普朗尼克F127/乙醇的四元微乳液体系中,借助于多巴胺分子在弱碱性环境中的自发性聚合能力,制备了 一类介孔聚多巴胺包覆的有机-无机复合纳米材料。所得材料的介孔壳层结构孔道清晰（20 nm ca.）,提供足够的空间以负载生物大分子。通过调节微乳液体系组分配比和反应时长等条件,可以对纳米材料的形貌结构特征进行调控。结果表明,这种贻贝仿生学的包覆方法适用于各类无机纳米材料（金纳米颗粒、金纳米棒、金纳米爪、磁性氧化铁颗粒）的表面修饰,并且在包覆后赋予纳米材料... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：173 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 功能蛋白的递送与释放
        1.2.1 功能蛋白纳米递送载体
        1.2.2 功能蛋白的被动释放
        1.2.3 功能蛋白的主动释放
    1.3 金纳米材料
        1.3.1 金纳米材料及其性质
        1.3.2 金纳米材料在生物检测与成像中的应用
        1.3.3 金纳米材料在光热治疗中的应用
    1.4 介孔聚多巴胺
        1.4.1 聚多巴胺及其性质
        1.4.2 介孔聚多巴胺及其特点
        1.4.3 介孔聚多巴胺在肿瘤治疗中的应用
    1.5 本文立意及研究内容
    参考文献
2 介孔聚多巴胺-金纳米复合材料的制备及其光热转化性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
            2.2.1.1 实验试剂
            2.2.1.2 实验仪器
        2.2.2 实验步骤
            2.2.2.1 金纳米颗粒的制备
            2.2.2.2 金纳米棒的制备
            2.2.2.3 金纳米爪的制备
            2.2.2.4 介孔聚多巴胺的制备
            2.2.2.5 介孔聚多巴胺-金纳米材料的制备
            2.2.2.6 纳米材料的聚乙二醇修饰
            2.2.2.7 纳米材料的形貌表征
            2.2.2.8 纳米材料的粒径和表面电势
            2.2.2.9 纳米材料的光热转化性能分析
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 金纳米材料的合成与表征
            2.3.1.1 金纳米颗粒的合成与形貌结构表征
            2.3.1.2 金纳米棒的合成与形貌结构表征
        2.3.2 介孔聚多巴胺-金纳米材料的合成与表征
            2.3.2.1 介孔聚多巴胺纳米颗粒的合成与形貌结构表征
            2.3.2.2 介孔聚多巴胺-金纳米颗粒的合成与形貌结构表征
            2.3.2.3 介孔聚多巴胺包覆的反应机理
            2.3.2.4 介孔聚多巴胺包覆的影响因素
        2.3.3 介孔聚多巴胺包覆其他材料
            2.3.3.1 介孔聚多巴胺-金纳米棒的合成与形貌结构表征
            2.3.3.2 介孔聚多巴胺-磁性纳米颗粒的合成与形貌结构表征
            2.3.3.3 介孔聚多巴胺-金纳米爪的合成与形貌结构表征
        2.3.4 介孔聚多巴胺-金纳米材料的光热转化性能
    2.4 本章小结
    参考文献
3 介孔聚多巴胺-金纳米颗粒递送重组功能性蛋白
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
            3.2.1.1 细胞与动物
            3.2.1.2 重组蛋白
            3.2.1.3 实验试剂
            3.2.1.4 实验仪器
        3.2.2 实验步骤
            3.2.2.1 重组功能蛋白的负载
            3.2.2.2 重组功能蛋白的释放
            3.2.2.3 细胞培养及细胞毒性测试
            3.2.2.4 重组绿色荧光蛋白的细胞递送观察
            3.2.2.5 重组核糖核酸酶的细胞递送测试
            3.2.2.6 纳米材料的体内分布分析
            3.2.2.7 重组核糖核酸酶的体内递送实验
            3.2.2.8 动物组织免疫组化分析
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 介孔聚多巴胺-金纳米颗粒递送重组绿色荧光蛋白
            3.3.1.1 介孔聚多巴胺-金纳米颗粒的负载性能
            3.3.1.2 重组绿色荧光蛋白的释放
            3.3.1.3 重组绿色荧光蛋白在细胞内的可视化递送
        3.3.2 介孔聚多巴胺-金纳米颗粒递送重组核糖核酸酶的抗肿瘤治疗
            3.3.2.1 体外癌症细胞治疗
            3.3.2.2 纳米材料的体内分布
            3.3.2.3 活体动物模型上的抗肿瘤治疗
            3.3.2.4 抗肿瘤治疗效果及安全性分析
    3.4 本章小结
    参考文献
4 重组绿色荧光蛋白突变体铝离子探针
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
            4.2.1.1 实验试剂
            4.2.1.2 质粒和菌株
            4.2.1.3 实验仪器
        4.2.2 实验步骤
            4.2.2.1 培养基的配制
            4.2.2.2 感受态细胞的制备
            4.2.2.3 重组质粒pQE80-GFP的获得与构建
            4.2.2.4 蛋白的表达与纯化
            4.2.2.5 十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳
            4.2.2.6 紫外可见分光光度法
            4.2.2.7 荧光分光光度法
            4.2.2.8 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱
            4.2.2.9 圆二色光谱
            4.2.2.10 铝离子检测实验
            4.2.2.11 活体细胞内的铝离子检测
            4.2.2.12 蛋白结构模拟与计算
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 重组绿色荧光蛋白突变体的制备与表征
            4.3.1.1 蛋白突变体的表达与纯化
            4.3.1.2 蛋白突变体的理化性质
        4.3.2 基于重组绿色荧光蛋白突变体的铝离子探针
            4.3.2.1 重组绿色荧光蛋白突变体的铝离子检测性能
            4.3.2.2 重组绿色荧光蛋白突变体检测的选择性与可逆性
            4.3.2.3 重组绿色荧光蛋白突变体的生物相容性
            4.3.2.4 活体细胞内的铝离子检测
            4.3.2.5 环境样品中的铝离子检测
        4.3.3 重组绿色荧光蛋白突变体的铝离子检测机理
            4.3.3.1 铝离子检测的光谱分析
            4.3.3.2 铝离子检测的计算模拟
    4.4 本章小结
    参考文献
5 介孔聚多巴胺-金纳米棒诱导的深部肿瘤治疗
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂与仪器
            5.2.1.1 细胞和动物
            5.2.1.2 实验试剂
            5.2.1.3 实验仪器
        5.2.2 实验步骤
            5.2.2.1 功能蛋白的表面修饰
            5.2.2.2 细胞培养与细胞毒性测试
            5.2.2.3 纳米材料酶活性测试
            5.2.2.4 纳米材料光热转化性能及模拟深部穿透实验
            5.2.2.5 水溶液中纳米材料的明胶降解能力测试
            5.2.2.6 三维肿瘤球的培养及其肿瘤细胞外基质的模拟降解实验
            5.2.2.7 肿瘤细胞外基质的降解及组织胶原降解情况分析
            5.2.2.8 肿瘤细胞外基质降解的免疫荧光分析
            5.2.2.9 纳米材料的体内分布分析
            5.2.2.10 肿瘤细胞外基质降解辅助的光热治疗实验
            5.2.2.11 动物组织的免疫组化分析
            5.2.2.12 模拟深部组织肿瘤治疗实验
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 木瓜蛋白酶负载的介孔聚多巴胺-金纳米棒
            5.3.1.1 木瓜蛋白酶的酶解活性及结构优化
            5.3.1.2 木瓜蛋白酶的负载与释放行为
            5.3.1.3 木瓜蛋白酶的热激活酶解性能
        5.3.2 木瓜蛋白酶负载的介孔聚多巴胺-金纳米棒的光热转化及酶解性能
            5.3.2.1 纳米材料的光热转化性能
            5.3.2.2 纳米材料的深部组织穿透性能
            5.3.2.3 纳米材料的明胶降解性能
            5.3.2.4 纳米材料的模拟深部肿瘤穿透性能
        5.3.3 木瓜蛋白酶负载的介孔聚多巴胺-金纳米棒的抗肿瘤治疗
            5.3.3.1 纳米材料的肿瘤胶原降解性能
            5.3.3.2 活体动物模型上的抗肿瘤光热治疗
            5.3.3.3 纳米材料的体内分布
            5.3.3.4 抗肿瘤治疗效果及安全性分析
            5.3.3.5 纳米材料的深部肿瘤治疗性能
    5.4 本章小结
    参考文献
6 总结与展望
作者简介
攻读博士学位期间学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]高分子修饰金纳米粒子的自组装研究进展[J]. 周加境,吴迪,卢德荣,段宏伟.  高分子学报. 2018(08)



本文编号：3454253