基于吲哚菁绿的肿瘤成像荧光探针的制备及功能评价
发布时间:2017-11-22 00:29
本文关键词:基于吲哚菁绿的肿瘤成像荧光探针的制备及功能评价
更多相关文章: 吲哚菁绿 肿瘤 血清白蛋白 荧光成像 光热治疗
【摘要】:研究目的:乳腺癌是临床上最常见的女性恶性肿瘤之一。女性乳腺癌的发病率很高,根据2014年世界卫生组织的最新癌症统计数据,乳腺癌在全球女性癌症总发病率中排第一位,其致死率在全球女性癌症致死率中位居第二位。临床实践证明,早期发现的乳腺癌治愈率可达90%以上。因此,建立集临床早期诊断、肿瘤靶向治疗和疗效监测等功能于一体的纳米诊疗系统是当前科学研究的热点。当今临床对乳腺癌的主要诊断手段主要有核磁共振、计算机断层扫描、钼靶射线等,但是这些检测手段不仅具有难以避免的放射性风险,而且在特异性与灵敏度方面有很大的不足。吲哚菁绿(ICG)是目前唯一被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于临床的近红外荧光造影剂,它不但具有良好的荧光成像性能,还能将光能转化成热能,通过高温杀伤肿瘤细胞。本论文基于ICG的光热特性,设计了生物相容性好、可生物降解的ICG纳米载体,并考察了该载体在肿瘤成像与诊断、肿瘤靶向运输与光热治疗等方面的作用。内容和方法:一、脂质体(Liposome)主要由胆固醇和天然磷脂组成,进入体内可被生物降解,不会在体内蓄积,无毒性、无致热原性、无免疫原性。将脂质体作为纳米载体具有增强药物治疗效果、降低药物毒副反应及靶向运输的特点。利用磷脂酰乙醇胺和吲哚菁绿的疏水相互作用,制备出纳米荧光探针——LipoICG。通过人血清白蛋白的包裹,对脂质体的结构进行固化,制备出纳米荧光探针——H-LipoICG。利用透射电子显微镜及动态光散射仪研究H-LipoICG的形貌和粒径;通过荧光分光光度计及紫外分光光度计检测其光谱特征;通过Cell Counting Kit-8 Assay(CCK-8实验)检测其细胞毒性;通过激光共聚焦试验检测其进入细胞的速度和亚细胞定位;通过近红外激光照射器对材料进行激光照射,用非接触式红外线体温计测量材料的温度变化;最后通过小鼠乳腺癌移植瘤模型考察材料的肿瘤靶向性和荧光成像性。二、人血清白蛋白(Human serum albumin,HSA)是一种无特殊生理功能的内源性蛋白质。HSA不仅具有无毒、无免疫原性等特点,而且能够广泛地与许多内源性或外源性物质结合,起到存储、运输、转运等方面的重要作用。调节ph使hsa荷正电,使之与含有磺酸基的icg以正负电荷吸引作用充分复合,通过有机溶剂沉淀法制备hsa纳米粒,再加入戊二醛将颗粒进行交联固化,制备出稳定的纳米颗粒——hipnps。通过动态光散射仪及透射电子显微镜测量hipnps的粒径大小和形貌特征;通过紫外分光光度计和荧光分光光度计检测其光谱特征;通过cck-8实验检测材料的细胞毒性;通过激光共聚焦显微镜观察材料在乳腺癌mcf-7细胞中的分布;通过近红外激光照射器对材料进行激光照射,用非接触式红外线体温计测量材料的温度变化;最后通过小鼠乳腺癌移植瘤模型考察材料的肿瘤靶向性和光热治疗作用。结果和结论:一、第一部分实验利用磷脂酰乙醇胺和icg的疏水相互作用,用脂质体携载icg,制备出lipoicg,再通过hsa的包裹,将脂质体的结构进行固化,制备得到荧光增强的纳米荧光探针h-lipoicg。材料的表征实验说明,lipoicg为形貌规则的圆球形,粒径大小为94.47±0.13nm,材料对icg的包封率为81.5%;h-lipoicg的粒径为121.5±0.85nm,对icg的包封率高达98.2%,说明hsa的修饰能显著提高脂质体的载药量,从而减少icg的泄露。药物释放实验说明,h-lipoicg透析144小时后,icg的释放总量不足10%,该材料具有良好的稳定性;而lipoicg透析24小时即发生突释,透析144小时后的icg释放总量高达60%,进一步证明hsa的修饰能改善脂质体的结构稳定性,保护携载的icg不被洗脱,从而维持材料的荧光强度。细胞实验说明lipoicg和h-lipoicg均具有较强的生物相容性,不影响细胞的生长繁殖;当联合给予近红外荧光照射时,h-lipoicg能迅速杀伤肿瘤细胞,具有显著的光热治疗作用。动物实验说明,尾静脉注射lipoicg和h-lipoicg后,lipoicg的荧光信号主要分布于肝和膀胱,肿瘤部位信号不明显;而h-lipoicg在注射后能迅速富集于肿瘤部位,背景干扰小、荧光信号强、维持时间长达24小时,具有良好的肿瘤靶向成像作用。因此,将h-lipoicg作为肿瘤成像荧光探针,具有生物安全性好、信号稳定、信噪比高、肿瘤特异性靶向等优点。而且h-lipoicg光热作用显著,可作为光热治疗药物,实现肿瘤的定位治疗,为临床上肿瘤的诊疗一体化提供实验基础。二、第二部分实验制备所得的高性能吲哚菁绿纳米探针hipnps是形貌规则的圆球形,粒径大小为121.4±1.9nm;hipnps对icg的包封率高达88.8%,释药实验说明HIP NPs稳定性良好,其携载的ICG在144小时内泄露量低于20%;细胞实验说明HIP NPs能迅速被细胞摄取,并且对细胞的生长繁殖不产生影响,生物相容性良好;当联合给予近红外荧光照射时,HIP NPs能迅速杀伤肿瘤细胞,具有明显的光热治疗作用。通过动物实验表明,HIP NPs经尾静脉注射进入荷瘤小鼠后,材料广泛分布于全身,3小时后开始富集于肿瘤并维持至24小时,具备良好的肿瘤靶向性和高信噪比的肿瘤特异性成像作用。材料的抑瘤实验说明,HIP NPs联合光热治疗组的小鼠肿瘤体积明显小于对照组,且小鼠体重和健康状况无显著性差异,说明HIP NPs联合光热治疗能特异性抑制肿瘤的生长,具有较低的副作用和良好的生物相容性。因此,本实验成功构建了一种高性能吲哚菁绿纳米探针——HIP NPs,该载体不仅具有优良的光学成像作用、准确的肿瘤靶向性和显著的光热治疗效果,同时具有毒副作用低、性质稳定和成本低等特点。这一研究结果有望对临床上肿瘤的诊疗一体化提供了新的实验依据和解决方案。
【学位授予单位】:天津医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:R737.9
,
本文编号:1212862
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zlx/1212862.html