基于石墨烯封堵介孔二氧化硅的近红外光和pH响应控制释放研究

发布时间：2017-11-05 00:15

  本文关键词：基于石墨烯封堵介孔二氧化硅的近红外光和pH响应控制释放研究

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【摘要】：刺激响应药物传输系统可以实现药物的靶向释放,使药物浓度在整个治疗周期内保持恒定水平,有利于降低药物的毒副作用,提高药效,在肿瘤治疗方面具有巨大的应用潜力和广阔的应用前景。介孔二氧化硅具有稳定的介孔结构,生物相容性好、大的装载量、表面易于修饰等特点,是药物传输系统中良好的载体材料。功能化石墨烯纳米材料是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维纳米材料,具有良好的生物相容性、独特的物理化学性质以及相对低廉的价格等,有望与介孔二氧化硅结合,设计新型刺激响应控制释放系统。基于此,本论文以介孔二氧化硅纳米颗粒作为药物载体,功能化石墨烯纳米材料作为介孔封堵材料,设计了光和pH响应的药物控制释放系统,主要研究内容如下:一、基于还原氧化石墨烯封堵介孔二氧化硅的近红外光响应控制释放研究还原氧化石墨烯是氧化石墨烯经还原处理后的产物,与氧化石墨烯相比具有更好的光热转换效率。本章将还原氧化石墨烯非共价自组装到烷基功能化的介孔二氧化硅表面,构建了一种新型的近红外光响应控制释放系统。当没有近红外光照时,还原氧化石墨烯可以有效的封堵住介孔,阻止药物分子的释放;当有近红外光照时,还原氧化石墨烯能有效吸收近红外光并将其转换为热能,导致烷基链和还原氧化石墨烯之间的非共价键作用力减弱,还原氧化石墨烯脱离介孔表面,释放装载的药物分子。利用阿霉素(DOX)为客体分子,包裹进介孔通道内,考察该系统的光响应控制释放行为。该系统能有效装载DOX,在近红外光刺激下,能获得较高的释放效率。同时,细胞实验结果表明,该纳米载体具有良好的生物相容性,能被肿瘤细胞内吞并刺激释放装载的药物DOX,因而有效杀伤肿瘤细胞。这些特性使得该系统有望用于活体内的药物控制释放。二、基于石墨烯量子点封堵介孔二氧化硅的pH响应控制释放研究石墨烯量子点作为石墨烯家族的最新一员,与还原氧化石墨烯相比,具有更小的尺寸、更好的生物相容性和水分散性,同时,它还具有非常好的荧光性能。本章将石墨烯量子点作为介孔封堵材料,通过静电吸附到氨基化介孔二氧化硅表面,构建了一种简单的pH响应控制释放系统,并用于细胞内pH响应药物释放及成像研究。在中性条件下,石墨烯量子点可以有效地封堵住介孔,防止药物分子的释放;在酸性条件下,由于石墨烯量子点表面的羧酸根离子质子化,使之与氨基化介孔二氧化硅结合的静电力减弱,石墨烯量子点脱离介孔表面,释放装载的药物分子。利用DOX为客体分子,包裹进介孔通道内,研究其在不同pH条件下的储存和释放情况。细胞实验表明,该药物载体具有良好的生物相容性,在细胞内的微酸环境刺激下能打开介孔,释放装载的药物分子DOX,从而有效杀伤肿瘤细胞,同时利用石墨烯量子点独特的荧光性质实现细胞成像。因此,该纳米载体有望实现在活细胞内的刺激响应药物传输和药物传输行为的荧光监测。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R943;TB383.1

【参考文献】

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本文编号：1141758