介孔氧化硅基活性氧输运载体合成及其放疗增敏性研究

发布时间：2017-10-07 03:20

  本文关键词：介孔氧化硅基活性氧输运载体合成及其放疗增敏性研究

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【摘要】：放射治疗在肿瘤治疗中占据着重要的地位,但是实体肿瘤中普遍存在的乏氧细胞,对射线有抗拒作用,限制了放疗的疗效,因此放疗增敏剂的研究引起了广泛关注。本学位论文中以介孔氧化硅纳米材料为载体,通过对其进行功能化修饰,构建了活性氧输运体系用于肿瘤治疗,利用活性氧物质来提高放射治疗的效果,在改善肿瘤放射治疗疗效方面具有潜在的应用前景。论文工作取得如下主要结果如:(1)以中空介孔二氧化硅纳米粒子(HMSNs)作为药物输运载体,在低温下,以过碳酸钠(SPC)作为活性氧源,在低温下将SPC在HMSNs的介孔孔道和空腔内合成,从而实现SPC的有效装载(SPC@HMSNs)。利用介孔氧化硅表面富含羟基的特点在SPC@HMSNs的表面包覆一层聚丙烯酸PAA,实现其对介孔孔道的封端(SPC@HMSNs-PAA)。SPC@HMSNs-PAA提高了SPC的稳定性并能够在肿瘤组织的弱酸性环境中(pH~6.5)加速释放SPC。细胞实验表明,SPC@HMSNs-PAA本身具有较低的细胞毒性,与低能X-射线的联用后能够增加活性氧的产生,进而对细胞造成杀伤。通过对肿瘤细胞进行荧光标记发现,细胞内产生了大量的活性氧自由基(ROS),从而增强了对肿瘤细胞的的杀伤。(2)利用高铁酸钾(K2FeO4)与介孔二氧化硅(MSNs)制备的磁性介孔二氧化硅纳米复合物(FeOx-MSNs)为载体,将青蒿素(ART)作为活性氧物质装载到该纳米粒子的介孔孔道中构建ART@FeOx-MSNs,并提高ART的溶解度。ART@FeOx-MSNs可以在外加磁场的作用下定向运动,具有靶向输运功能。体外肿瘤细胞实验结果表明,FeOx-MSNs是一种细胞相容性好,无明显细胞毒性的纳米输运载体。装载ART后的ART@Fe Ox-MSNs可以被细胞很好的吞噬,在低剂量时细胞毒性相对较低,与低能X-射线联用后显示出明显的细胞毒性,进而杀伤癌细胞。利用DCFH-DA这种荧光探针对增敏机制进行了探究,虽然ART@FeOx-MSNs本身对于提高细胞的荧光强度非常有限,但是与低能X-射线联用后细胞内的荧光强度明显增加,表明细胞内的产生的ROS明显增加,使得低能X-射线的杀伤力明显增强。(3)以SPC@HMSNs-PAA来输运活性氧,利用FeOx-MSNs进入细胞后在细胞中的溶酶体内(pH≤5.0)分解产生的Fe2+,通过Fenton反应进而催化SPC产生的H2O2分解产生活性氧。体外实验结果表明,在酸性PBS缓冲溶液中(pH5.0),FeOx-MSNs可催化SPC@HMSNs-PAA释放出的SPC产生更多的HO?等活性氧自由基。体外细胞毒性实验表明,SPC@HMSNs-PAA和FeOx-MSNs单独与ZR-75-30细胞共培养时均无明显细胞毒性,24h细胞存活率均在90%以上,但是细胞内引入SPC@HMSNs-PAA再与FeOx-MSNs共培养后,细胞杀伤力明显增加。进一步利用DCFH-DA对细胞内的ROS水平进行检测发现,FeOx-MSNs与SPC@HMSNs-PAA联合使用后,细胞内荧光强度增加,表明FeOx-MSNs引起了细胞内的ROS含量增加,并最终造成了细胞的毒性的增加。
【关键词】：药物输运系统 介孔氧化硅 活性氧 放疗增敏
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.55;TB383.1
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 课题来源13
• 1.2 引言13-14
• 1.3 放疗增敏剂在肿瘤治疗中的应用研究14-19
• 1.3.1 放射治疗的生物学基础14-15
• 1.3.2 影响放疗的因素及提高放疗敏感性的方法15-16
• 1.3.3 放疗增敏剂16-18
• 1.3.4 新型放疗增敏剂18-19
• 1.4 介孔氧化硅基纳米材料在生物医药领域的研究19-23
• 1.4.1 介孔氧化硅基功能材料用于药物控制释放19-22
• 1.4.2 介孔氧化硅基纳米材料用于药物靶向输运22
• 1.4.3 介孔氧化硅纳米材料用于放射治疗22-23
• 1.5 论文的选题意义及主要研究内容23-26
• 1.5.1 选题意义23-24
• 1.5.2 主要研究内容24-26
• 第二章 介孔氧化硅功能纳米载体输运过碳酸钠及放疗增敏性研究26-53
• 2.1 引言26-28
• 2.2 实验部分28-33
• 2.2.1 实验原料28-29
• 2.2.2 中空介孔二氧化硅纳米粒子（HMSNs）的制备29
• 2.2.3 介孔二氧化硅/过碳酸钠/PAA纳米复合物的制备29-30
• 2.2.4 介孔二氧化硅/过碳酸钠/PAA材料中SPC的负载及释放行为评价30
• 2.2.5 介孔二氧化硅/过碳酸钠/PAA的放射敏感性评价30-31
• 2.2.6 ZR7530乳腺癌细胞培养31
• 2.2.7 介孔二氧化硅/过碳酸钠/PAA协同低能X-射线的肿瘤杀伤性能评价31-32
• 2.2.8 细胞内活性氧（ROS）的检测32
• 2.2.9 仪器表征32-33
• 2.3 实验结果和讨论33-51
• 2.3.1 SPC@HMSNs-PAA的制备与表征33-36
• 2.3.2 SPC@HMSNs-PAA中SPC的装载量和释放行为评价36-39
• 2.3.3 SPC@HMSNs-PAA对低能X-射线的放射增敏行为39-41
• 2.3.4 SPC@HMSNs-PAA的体外细胞毒性评价41-44
• 2.3.5 SPC@HMSNs-PAA协同低能X-射线对癌细胞杀伤性能评价44-48
• 2.3.6 细胞内活性氧（ROS）检测48-51
• 2.4 本章结论51-53
• 第三章 介孔氧化硅功能纳米粒子用于输运青蒿素及放疗增敏性研究53-79
• 3.1 引言53-55
• 3.2 实验部分55-61
• 3.2.1 实验原料55-56
• 3.2.2 介孔二氧化硅纳米粒子MSNs的制备56
• 3.2.3 磁性介孔二氧化硅纳米载体FeO_x-MSNs的制备56
• 3.2.4 装载青蒿素ART的磁性复合纳米粒子ART@FeO_x-MSNs的制备56-57
• 3.2.5 利用FITC荧光标记的磁性纳米粒子FeO_x-MSNs-FITC的制备57
• 3.2.6 磁性复合纳米粒子ART@FeO_x-MSNs中ART的负载及体外释放行为评价57-58
• 3.2.7 ZR7530人类乳腺癌细胞培养58
• 3.2.8 ART@FeO_x-MSNs的ZR7530人类乳腺癌细胞吞噬性能评价58
• 3.2.9 磁性复合纳米粒子FeOX-MSNs在细胞内代谢行为评价58-59
• 3.2.10 ART@FeO_x-MSNs的协同低能X-射线的肿瘤杀伤性能评价59-60
• 3.2.11 细胞内活性氧自由基（ROS）的检测60
• 3.2.12 仪器表征60-61
• 3.3 实验结果和讨论61-78
• 3.3.1 磁性复合纳米粒子ART@FeO_x-MSNs的制备与表征61-65
• 3.3.2 磁性复合纳米粒子ART@FeO_x-MSNs中ART的装载量及体外释放行为评价65-67
• 3.3.3 ART@FeO_x-MSNs的肿瘤细胞吞噬性能验67-68
• 3.3.4 磁性复合纳米粒子FeO_x-MSNs在细胞内的代谢行为评价68-69
• 3.3.5 ART@FeO_x-MSNs协同低能X-射线的肿瘤杀伤性能评价69-75
• 3.3.6 ART@FeO_x-MSNs的增敏机制探究75-78
• 3.4 本章结论78-79
• 第四章 介孔氧化硅功能纳米粒子用于增强细胞内活性氧及其抗肿瘤研究79-94
• 4.1 引言79-80
• 4.2 实验部分80-84
• 4.2.1 实验原料80-81
• 4.2.2 SPC@HMSNs-PAA和FeO_x-MSNs的合成81
• 4.2.3 利用FITC荧光标记的复合纳米载体FITC-HMSNs-PAA的制备81
• 4.2.4 ROS的催化产生及检测81-82
• 4.2.5 ZR7530人类乳腺癌细胞培养82
• 4.2.6 ZR7530人类乳腺癌细胞吞噬HMSNs-PAA的显微镜观察82
• 4.2.7 FeO_x-MSNs和SPC@HMSNs-PAA的体外细胞毒性评价82-83
• 4.2.8 细胞内ROS检测83
• 4.2.9 仪器表征83-84
• 4.3 实验结果和讨论84-92
• 4.3.1 SPC@HMSNs-PAA和FeO_x-MSNs的合成与表征84
• 4.3.2 SPC@HMSNs-PAA的细胞吞噬性能评价84-85
• 4.3.3 活性氧(ROS)的催化产生及检测85-87
• 4.3.4 FeO_x-MSNs和SPC@HMSNs-PAA的体外细胞毒性评价87-90
• 4.3.5 细胞内活性氧（ROS）检测90-92
• 4.4 本章结论92-94
• 第五章 结论与展望94-97
• 5.1 结论94-95
• 5.2 展望95-97
• 参考文献97-107
• 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文107-108
• 作者在攻读硕士学位期间所作的项目108-109
• 致谢109

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 宫晓梅;曹建平;樊赛军;傅深;陆汉魁;朱巍;陈瑕林;刘杨;;青蒿素对人宫颈癌细胞放射增敏作用及其机制的研究[J];肿瘤;2009年10期

2 李春莉;王莎莉;王亚平;柯大智;;紫外分光光度法测定青蒿素的含量[J];重庆医科大学学报;2007年04期

3 沈瑜,董秀s，

本文编号：986630