受体靶向型荧光碳点的构建及其在肿瘤成像诊断中的应用

发布时间：2020-06-17 05:39

【摘要】：生物活性小分子对细胞功能具有调控作用,并且与某些重大疾病的发生与发展紧密相关。荧光成像技术具有高时空分辨和高灵敏度的优点,是精准检测细胞及在体活性小分子的有力工具,这对荧光成像诊断癌症提供了新技术支持。碳点(CDs)作为一种新型“零维”荧光碳纳米材料,因其具有水溶性好、光稳定性、生物相容性好、生物毒性小以及发射具有尺寸可调等特性,在肿瘤细胞的靶向成像及药物传输等领域具有潜在的应用价值。本论文以荧光CDs为载体,基于EDC/NHS反应、加成反应将配体与荧光CDs组装成受体靶向型荧光CDs,实现了受体靶向型荧光CDs用于靶向识别癌细胞的可视化检测。第一章:简述了癌症诊断的方法及与肿瘤有关的生物标志物,对受体靶向型荧光CDs用于癌症成像诊断进行了综述。第二章:以天然产物蒲公英和乙二胺为前驱体,利用一步水热法制备出表面具有活性-NH_2的绿色荧光CDs。将CDs表面的活性-NH_2与叶酸(FA)分子的-COOH共价交联成受体靶向型荧光碳点(FA-CDs)。通过对比叶酸受体-阴性(FR-)PC-12细胞与FR-阳性(FR+)HepG-2细胞成像,充分证实了FA-CDs是通过受体介导的胞吞作用摄入HepG-2细胞。细胞成像实验表明,FA-CDs可准确识别MCF-7/HepG-2细胞和HepG-2/PC-12细胞两种细胞混合物中的FR(FR++/FR+)高表达的癌细胞。FA-CDs表现出低细胞毒性和良好的生物相容性,这不仅为准确区分癌细胞与正常细胞提供了有效的分析工具,而且在癌症检测、预后和个性化治疗方面具有应用潜力。第三章:以D-(+)-氨基葡萄糖盐酸盐和L-天门冬氨酸为碳前驱体,通过一步水热合成表面有易于修饰的官能团、荧光性能好的黄绿色荧光CDs。基于癌细胞过表达的叶酸受体(FR)与CD44受体,利用叶酸(FA)与叶酸受体、透明质酸(HA)与CD44受体之间的特异性亲和作用,将FA与HA依次以酰胺键枝接在聚乙烯亚胺(PEI)之上,再以CDs表面羧基与PEI残余氨基共价交联,构建了一种双受体靶向型的荧光碳点(FA-PEI-HA-CDs)。通过对比竞争成像实验得出:FA和HA作为亲和力很强的靶向基团可以特异性结合肿瘤细胞,FA-PEI-HA-CDs在短时间内可摄入肿瘤细胞而几乎不摄入正常细胞,可实现快速、高效和精准的识别肿瘤细胞。第四章:以天然产物红枣为碳源,聚乙烯亚胺(PEI)为氮源,一步水热法制备-NH_2功能化的黄色荧光CDs。通过加成反应将萝卜硫素上的异硫氰酸基与CDs上的-NH_2结合构建一种表皮生长因子受体(EGFR)靶向型荧光碳点(thiourea-CDs)。通过MTT细胞毒性实验和激光共聚焦成像评估thiourea-CDs对人肺癌上皮A549和人正常肺上皮BEAS-2B细胞毒性以及活性EGFR介导的靶向性能。Thiourea-CDs不仅表现出CDs的光学特性同时也展现出硫脲配体对A549细胞膜表面的EGFR激酶活性特异性的识别和抑制,赋予其对癌细胞的诊断和活性抑制的双功能。第五章:对本论文中受体靶向型荧光碳点作为荧光探针,在癌症成像诊断与治疗方面的研究成果做了总结,并对后续的工作进行了展望。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R730.4
【图文】：

结构类型,石墨,量子点,荧光纳米材料

生物标志物荧光纳米标记技术成为研究热点之一。料的兴起，如金纳米粒子[33]、磁性纳米粒子[34]以及标记技术提供了新途径。然而，由于其合成步骤繁了这些荧光纳米材料在生命科学领域的应用。因此易且无细胞毒性的荧光纳米材料用于癌细胞的靶向荧及其在肿瘤成像诊断中的应用的概述，包括碳纳米管[37]、富勒烯[38]、石墨烯[39]以及碳点因其优异的光学性能和生物学特性成为现阶段纳米材结构类型（图 1.1）：聚合物点、碳纳米点、石墨烯一种新型“零维”碳纳米材料，是一种尺寸<10 nm、有易于化学修饰的表面官能团（-OH，-COOH，C-O碳纳米颗粒[42]。

光学特性,制备方法,荧光,碳源

图 1.2 以不同碳源采用不同制备方法得到具有不同光学特性的荧光碳点[43, 50]。Fig. 1.2 Using different preparation methods with different carbon sources to obtain fluorescent CDswith different optical properties.光致发光性（photoluminescence，PL）是荧光碳点独特的光学特性。光致发光，指物质接收外界光源照射而获取能量，产生激发导致发光的现象，经吸收、传递和

【参考文献】