磁性纳米夹心结构用于磁共振成像制导癌症光热治疗的研究

发布时间：2017-10-17 15:10

  本文关键词：磁性纳米夹心结构用于磁共振成像制导癌症光热治疗的研究

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【摘要】：目前，临床癌症治疗方法主要包括药物治疗及放射性治疗，但这两种治疗方法都具有极大的副作用。开发基于生物材料的新型治疗逐渐成为癌症治疗的主导方向之一。近年来，集诊断治疗为一体的新型纳米药物研究在癌症治疗方面引起人们的广泛关注。这种新型纳米药物系统兼具诊断、成像及药物载体的多种功能，有望实现通过生物医学仪器成像实现癌症治疗过程的可视化，并通过外在刺激系统响应定点控制药物释放，最终达到治疗效果的提升及药物毒副作用的降低。 在本文中，我们首次合成了一种仅由超顺磁四氧化三铁纳米颗粒为核及金为壳组成的纳米夹心结构。首先我们通过高温分解法合成8纳米油胺包裹的超顺磁四氧化三铁纳米颗粒，接着通过掺杂在其表面形成正电荷性具有蠕虫孔状硅层结构，形成硅层包覆的磁性纳米颗粒。之后基于电荷性质，2nm金纳米颗粒在还原形成的同时原位嵌合在硅层表面，经过还原二次生长最终在硅层表面形成具有孔隙的金纳米壳。碱性碳酸钠溶液通过金壳上的空隙刻蚀中间硅层，最终形成金属材料组成的纳米夹心结构。该纳米结构具有良好的形貌结构，并且细胞实验及动物实验均证明在808纳米近红外光激发下具有光热效应，能杀死肿瘤细胞并抑制肿瘤生长。超顺磁四氧化三铁纳米核仍具有核磁共振T2信号，可用于肿瘤组织的核磁共振T2成像。这种纳米夹心结构中的空间还具有潜在的载药功能，有望在以后的研究中实现核磁共振成像，，药物治疗及光热疗法三维一体，推动新型癌症治疗研究的进一步发展。
【关键词】：生物医药 纳米夹心结构 成像光热疗法 癌症治疗
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 生物医学纳米材料9-10
• 1.2 传统单模式成像技术10
• 1.3 新型多模式成像技术10-16
• 1.3.1 光声成像技术11-13
• 1.3.2 核磁共振/光学双模式成像技术13-14
• 1.3.3 超声/核磁共振双模式成像技术14-15
• 1.3.4 三模式成像技术15-16
• 1.4 成像导向的癌症治疗16-22
• 1.4.1 成像导向的癌症磁热治疗16-18
• 1.4.2 成像导向的癌症光热治疗18-19
• 1.4.3 成像导向的癌症光动力治疗19-21
• 1.4.4 成像导向的外科手术21-22
• 1.5 本文研究的必要性22-25
• 1.5.1 本文研究的目的22-23
• 1.5.2 本文研究的主要内容23
• 1.5.3 本文研究的科学意义23-25
• 2 超顺磁四氧化三铁纳米颗粒的制备25-31
• 2.1 引言25-27
• 2.2 实验准备27
• 2.2.1 仪器27
• 2.2.2 试剂27
• 2.3 实验步骤27
• 2.3.1 前体溶液配制27
• 2.3.2 高温分解反应27
• 2.4 实验结果及讨论27-29
• 2.4.1 超顺磁四氧化三铁纳米颗粒的电镜表征27-28
• 2.4.2 超顺磁四氧化三铁纳米颗粒的尺寸大小分布统计28
• 2.4.3 超顺磁四氧化三铁纳米颗粒的磁性表征28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 3 蠕虫孔状硅层包覆的磁性纳米颗粒的制备31-39
• 3.1 引言31-32
• 3.2 实验准备32-33
• 3.2.1 仪器32
• 3.2.2 试剂及用品32
• 3.2.3 配制的试剂32-33
• 3.3 实验步骤33-34
• 3.3.1 超顺磁四氧化三铁纳米颗粒表面亲水化33
• 3.3.2 蠕虫孔状硅层包覆的磁性纳米颗粒的制备33
• 3.3.3 介孔二氧化硅层包覆的磁性纳米颗粒的制备33
• 3.3.4 制备后处理33-34
• 3.4 实验结果及讨论34-37
• 3.4.1 蠕虫孔状硅层包覆的磁性纳米颗粒的电镜表征34-35
• 3.4.2 介孔二氧化硅层包覆的磁性纳米颗粒的电镜表征35
• 3.4.3 蠕虫孔状硅层包覆的磁性纳米颗粒的尺寸分布35-36
• 3.4.4 蠕虫孔状硅层包覆的磁性纳米颗粒的表面电位表征36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 4 金壳包覆磁性纳米颗粒的制备39-51
• 4.1 引言39-41
• 4.2 实验准备41
• 4.2.1 仪器41
• 4.2.2 购买的试剂及用品41
• 4.2.3 配制的试剂41
• 4.3 实验步骤41-42
• 4.3.1 纳米颗粒表面金种生长41-42
• 4.3.2 纳米颗粒表面金壳生长42
• 4.4 实验结果及讨论42-49
• 4.4.1 金种-磁性纳米颗粒的电镜表征42-43
• 4.4.2 金种-磁性纳米颗粒的尺寸分布统计和表面电位分析43-44
• 4.4.3 金种-磁性纳米颗粒的紫外光谱检测44-45
• 4.4.4 金壳-磁性纳米颗粒的电镜表征45-47
• 4.4.5 金壳-磁性纳米颗粒的尺寸分布统计和表面电位分析47-48
• 4.4.6 金壳-磁性纳米颗粒的紫外光谱检测48-49
• 4.5 本章小结49-51
• 5 纳米夹心结构的制备51-61
• 5.1 引言51-52
• 5.2 实验准备52-53
• 5.2.1 仪器52
• 5.2.2 购买的试剂及用品52
• 5.2.3 配制的试剂52-53
• 5.3 实验步骤53
• 5.4 实验结果及讨论53-58
• 5.4.1 纳米夹心结构的电镜表征53-54
• 5.4.2 纳米夹心结构的尺寸分布和表面电位统计分析54-55
• 5.4.3 纳米夹心结构的元素分布检测55-56
• 5.4.4 纳米夹心结构的紫外光谱检测56-57
• 5.4.5 纳米夹心结构的光热效应的检测57-58
• 5.5 本章小结58-61
• 6 纳米夹心结构的生物学评价61-73
• 6.1 引言61-62
• 6.2 实验准备62
• 6.2.1 仪器62
• 6.2.2 购买的试剂及用品62
• 6.2.3 配制的试剂62
• 6.3 实验步骤62-65
• 6.3.1 体外细胞活性检测62-63
• 6.3.2 体外死活染色分析63
• 6.3.3 体内近红外光热成像检测63-64
• 6.3.4 体内癌症光热消融治疗的检测64
• 6.3.5 体内外核磁共振 T2成像功能检测64-65
• 6.4 实验结果及讨论65-71
• 6.4.1 体外细胞活性检测65-66
• 6.4.2 体外死活染色分析66-67
• 6.4.3 体内近红外光热成像检测67-68
• 6.4.4 体内癌症光热消融治疗的检测68-69
• 6.4.5 体内外核磁共振 T2成像功能检测69-71
• 6.5 本章小结71-73
• 7 结论及后续工作建议73-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-85
• 附录85
• A 攻读学位期间发表的文章目录85

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