发光金纳米粒子产生单线态氧的性能调控及其光动力治疗应用

发布时间：2020-04-09 15:42

【摘要】：近年来,巯基配体修饰的发光金纳米粒子(AuNPs,d3 nm)因其光学可调、表面配体特异性强、稳定性和生物相容性好等特性,在生物化学传感、生物成像和疾病治疗等领域引起了极大兴趣。其中,将发光AuNPs作为光敏剂,通过光敏化产生单线态氧(~1O_2)用于光动力治疗(PDT)的策略备受青睐。发光AuNPs的理化性质很大程度上取决于表面化学因素,如表面配体修饰密度和表面配体的分子结构,然而表面化学对于发光AuNPs产生~1O_2的影响尚不清楚。因此,研究表面化学对于发光AuNPs产生~1O_2的影响和通过调控发光AuNPs的表面化学以调控发光AuNPs光敏剂~1O_2生成效率具有重要意义。本论文从探究表面化学对发光AuNPs产生~1O_2的影响以及调控发光AuNPs产生~1O_2的性能两个方向进行了相关研究,其研究内容和结果如下:通过调控配体种类与Au~(3+)的反应比例合成了六种水溶性超小(~1.8 nm)发光AuNPs,分别为:电中性的长链聚乙二醇单甲醚硫醇(CH_3O-PEG-SH)修饰的600 nm和800 nm发光AuNPs(CH_3O-PEG-AuNPs)、带负电荷的长链巯基聚乙二醇羧基(HOOC-PEG-SH)修饰的600 nm和800 nm发光AuNPs(HOOC-PEG-AuNPs)、685 nm发光带正电荷短链巯基乙胺(CA)修饰的AuNPs(CA-AuNPs)和685 nm发光带负电荷短链巯基乙酸(TGA)修饰的AuNPs(TGA-AuNPs)。研究表明,与800 nm PEG-AuNPs相比,表面配体修饰密度高的600 nm PEG-AuNPs产生~1O_2效率较高于。此外,无论长链还是短链配体作为AuNPs的表面修饰剂,表面电势更高的发光AuNPs更有利于~1O_2的产生。细胞毒性结果表明,600nm CH_3O-PEG-AuNPs和685 nm CA-AuNPs表现出良好的体外PDT抗癌细胞效果,本研究为设计高性能水溶性发光AuNPs光敏剂提供了很好的参考。基于表面电势对发光AuNPs产生~1O_2的影响,提出了一种调控发光AuNPs产生~1O_2性能的方法。以电中性600 nm发光的CH_3O-PEG-AuNPs为研究对象,通过配体交换反应,分别引入不同摩尔比CA和TGA到CH_3O-PEG-AuNPs表面,使其表面电势大小发生改变,得到了一系列不同电势的超小发光AuNPs。研究表明,随着引入的CA比例增加,CH_3O-PEG-AuNPs表面电势逐渐升高,其产生~1O_2能力逐渐增加。而随着引入TGA比例增加,CH_3O-PEG-AuNPs表面电势逐渐降低,其产生~1O_2能力逐渐减弱。细胞毒性结果进一步表明该方法在细胞层次具有很好的调控效果。因此,本研究不仅合成了高效产生~1O_2的发光AuNPs,可作为潜在的纳米光敏剂,同时为开发和设计基于发光AuNPs的荧光探针、光敏剂和诊疗一体化的纳米材料提供了一种新策略。
【图文】：

示意图,粒径分布,示意图,金原子

米粒子纳米粒子简介粒子（AuNPs）是一种新型发光纳米材料，由几个到几百个金3nm，介于离散金原子和较大尺寸的 AuNPs（d ≥ 3nm）之间 AuNPs 之间的重要联系（图 1-1）[1]。发光 AuNPs 的电子结径大小接近金原子的电子费米波长（0.5 nm）时，纳米粒子散的能级状态，最终，发光 AuNPs 表现得像分子，导致观察质[2,3]，其显著特点为光致发光强、光稳定性好、光学可调与随着纳米化学的不断进步，利用各种生物相容性分子合成具高和发射波长可调的水溶性发光 AuNPs 变得更加容易[4]，使感[7-13]、生物成像[14-22]和疾病治疗[23-25]等领域具有广泛的应用

示意图,示意图,金配合物,诱导发光

华南理工大学硕士学位论文物、蛋白质、多肽、聚合物、多糖和树枝状聚合物以及 DNA 和 RNA 分子[27-31]。自上下的方法包括用各种含硫醇的化合物将较大的 AuNPs（2 ~ 4 nm）蚀刻成超小发光的uNPs。近年来，，人们以硫代金配合物为原料通过金属、溶剂、压力或温度诱导的聚集程合成了高发光的 AuNPs，这种现象被称为聚集诱导发光（AIE）（图 1-2）。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O657.3;R319;TB383.1

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