金纳米簇的合成及其在细胞内硫醇成像中的应用研究

发布时间：2017-04-09 02:32

  本文关键词：金纳米簇的合成及其在细胞内硫醇成像中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于界面效应、量子效应、高比表面积和小尺寸效应,金纳米粒子表现出了不同于传统块料的独特性能,尤其是良好的光学性能和电学性能,因而近年来引起了巨大关注,成为纳米材料领域的研究热点之一。当金纳米颗粒尺寸逐渐减小到与费米(Feimi)波长相当时,其电子结构与半导体类似,能级不连续。这些超小的金纳米颗粒具有荧光特性,又被称为金纳米簇。相比于传统的荧光探针,金纳米簇具有更多的优点。它具有更高的量子产率,更长的荧光寿命,抗光漂白能力强,发射光谱波长具有尺寸依赖可调性,斯托克斯位移大以及生物毒性低。因此,金纳米簇作为一种新型荧光纳米材料在生物标记、荧光成像领域有望得到广泛应用。本论文通过化学还原法,以氯金酸为反应前驱体,GSH为还原剂,在不同条件下探索了荧光金纳米簇的制备方法,并进一步考察了硫醇对金纳米簇的荧光强度的影响。采用透射电子显微镜(TEM)、质谱(MS)、X射线光电子能谱(XPS)、荧光光谱、红外、UV-vis等分析手段对所制备材料的形貌、结构以及性质进行表征,并初步探索了材料的形成机理。最后,考察了荧光金纳米簇在肿瘤细胞成像上的应用。主要研究内容如下：1.研究了荧光金纳米簇合成过程中反应前驱体摩尔比、反应时间和加热温度等因素对合成的影响。结果表明,反应前驱体摩尔比为AuC14:GSH=5mM:5mM的情况下,80℃静止加热两小时即可制备稳定性好的低荧光金纳米簇(AuGSH(low))。该制备方法简单快速,成本低廉。所制备的荧光金纳米簇激发波长为450nm,发射波长为570 nm。2.考察了优化条件下制备的金纳米簇的性能,包括其荧光性能,生物毒性,与巯基化合物的反应等,并对宫颈癌细胞HeLa和胶质细胞瘤U87进行成像实验。实验结果表明,所制备的低荧光金纳米簇AuGSH(low)在加入小分子巯基化合物之后,荧光大幅度增强,产生高荧光金纳米簇AuGSH(high),证明所制备的低荧光金纳米簇AuGSH(low)够与硫醇进行特异性反应。MTT实验证明,该低荧光金纳米簇的细胞毒性极低。通过共聚焦成像可以看出,低荧光金纳米簇AuGSH(low)可以与肿瘤细胞内的硫醇,尤其是GSH进行特异性结合,荧光大幅度增强,从而达到对胞内硫醇成像的目的。3.在低荧光金纳米簇AuGSH(low)上进一步用叶酸(FA)修饰活化,制备得AuGSH-FA。细胞毒性研究证实所得的AuGSH-FA无细胞毒性,利用共聚焦成像可以观察到,经过修饰后的AuGSH-FA能够更快的进入叶酸受体过表达的HeLa细胞内,使得细胞成像时间从修饰前的4h缩短至1h,证明叶酸修饰活化后大大的缩短了低荧光金纳米簇AuGSH(low)成像所需要的时间。
【关键词】：金纳米簇 荧光探针 硫醇 叶酸 细胞成像
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-34
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 荧光探针在生物成像中的应用12-19
• 1.2.1 荧光探针在蛋白质与核酸检测中的应用13-14
• 1.2.2 荧光探针在金属离子检测中的应用14-16
• 1.2.3 荧光探针在肿瘤诊断与成像中的应用16-19
• 1.3 金纳米簇在细胞分析中的研究进展19-22
• 1.3.1 硫醇为稳定剂的金纳米簇19-20
• 1.3.2 蛋白质为稳定剂的金纳米簇20-21
• 1.3.3 其他小分子为稳定剂的金纳米簇21-22
• 1.4 本论文的研究工作22-23
• 1.5 参考文献23-34
• 第二章 硫醇诱导的荧光增强谷胱甘肽稳定Au纳米簇的合成研究34-53
• 2.1 引言34-36
• 2.2 实验部分36-40
• 2.2.1 主要仪器36
• 2.2.2 主要试剂及配制36-37
• 2.2.3 金纳米簇的制备37-38
• 2.2.3.1 温度实验37-38
• 2.2.3.2 浓度实验38
• 2.2.3.3 谷胱甘肽稳定的荧光增强金纳米簇的制备38
• 2.2.4 金纳米簇的紫外光谱分析38
• 2.2.5 金纳米簇的荧光光谱分析38
• 2.2.6 金纳米簇的透射电子显微镜(TEM)表征38-39
• 2.2.7 金纳米簇的X射线光电子能谱(XPS)表征39
• 2.2.8 金纳米簇的质谱分析39
• 2.2.9 Ellman法检测游离巯基39
• 2.2.10 统计学分析39-40
• 2.3 结果与讨论40-50
• 2.3.1 金纳米簇制备过程优化分析40-41
• 2.3.1.1 温度对金纳米簇制备的影响40
• 2.3.1.2 浓度对金纳米簇制备的影响40-41
• 2.3.2 不同巯基化合物对金纳米簇的荧光强度的影响41-45
• 2.3.3 埃尔曼法测游离巯基45-46
• 2.3.4 AuGSH的XPS结果分析46
• 2.3.5 AuGSH的时间分辨荧光和TEM结果分析46-47
• 2.3.6 质谱结果分析47-50
• 2.4 小结50-51
• 2.5 参考文献51-53
• 第三章 荧光金纳米簇在肿瘤成像中的应用53-65
• 3.1 引言53-55
• 3.2 实验部分55-57
• 3.2.1 主要仪器55
• 3.2.2 主要试剂及配制55
• 3.2.3 细胞株及细胞培养55-56
• 3.2.4 金纳米簇的细胞相容性研究56
• 3.2.5 激光共聚焦显微镜扫描成像56-57
• 3.3 结果与讨论57-62
• 3.3.1 AuGSH(low)对硫醇响应的线性分析57-58
• 3.3.2 荧光金纳米簇的细胞毒性研究58-59
• 3.3.3 细胞激光共聚焦扫描显微镜成像研究59-62
• 3.4 小结62-63
• 3.5 参考文献63-65
• 第四章 荧光金纳米簇的修饰及其对肿瘤细胞成像影响研究65-77
• 4.1 引言65-67
• 4.2 实验部分67-69
• 4.2.1 主要仪器67
• 4.2.2 主要试剂及配制67
• 4.2.3 叶酸活化的金纳米簇的制备67
• 4.2.4 金纳米簇的紫外与荧光光谱分析67-68
• 4.2.5 金纳米簇的红外光谱分析68
• 4.2.6 金纳米簇的透射电子显微镜(TEM)表征68
• 4.2.7 细胞株及细胞培养68
• 4.2.8 金纳米簇的细胞相容性研究68-69
• 4.2.9 激光共聚焦显微镜扫描成像69
• 4.3 结果与讨论69-74
• 4.3.1 AuGSH-FA的制备及表征69-72
• 4.3.2 AuGSH-FA的细胞相容性研究72
• 4.3.3 AuGSH-FA的激光共聚焦扫描显微镜成像研究72-74
• 4.4 小结74-75
• 4.5 参考文献75-77
• 第五章 总结与展望77-79
• 5.1 总结77-78
• 5.2 展望78-79
• 硕士阶段成果79-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 黄英男;吴昊;沈锡中;;叶酸受体在肿瘤靶向诊断和治疗中的应用[J];复旦学报(医学版);2012年01期

  本文关键词：金纳米簇的合成及其在细胞内硫醇成像中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：294277