基于碳点复合纳米体系的构建及其在肿瘤诊疗体系的工作研究
发布时间：2021-04-17 01:07
碳点（Carbon dots,CDs）作为一类新型的零维纳米荧光材料,具有光学性能可调、易于官能化修饰、良好的生物相容性、低毒性及光热/光动力治疗功能等优点,因而在肿瘤诊疗领域展现出巨大的应用前景。然而,受限于碳点的小尺寸特性,其很难在肿瘤部位实现有效累积,最终影响碳点的成像与治疗效果。此外,碳点的治疗功能主要由光诱导的治疗模式实现,治疗效果一定程度上受到光源组织穿透深度等制约。本论文以制备碳点-金属离子复合材料的思路解决上述问题。论文重点围绕碳点-金属离子复合纳米材料的制备及其在肿瘤诊疗领域中的应用展开,主要研究内容如下:（1）以红光碳点（Red emissive carbon dots,RCDs）及二茂铁二羧酸（Ferrocenedicarboxylic acid,Fc）作为结构单元,通过交联反应制备了具有荧光成像及双模态协同治疗（包括光热治疗（Photothermal therapy,PTT）和CDT）性能的复合纳米粒子（简写为:Fc-RCDs）。其中,RCDs具有红光发射及延展到近红外区域宽广吸收性能,可以作为荧光成像与光热治疗的中心,发挥相应的诊疗功能。Fc能够基于其自身独特...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CDs的制备方法：(a)自上而下和自下而上法；(b)用三维石墨烯合成CDs；(c)通过可控温度的微波辅助加热合成CDs；(d)通过水热制备CDs[58]
诟髦终?：桶┫赴?上裰小?CDs被广泛用于体外成像。由于其可调的激发发射特性，CDs被用作多色纳米探针，被不同的激发波长激发。R.Bandi等人用含有CDs的培养基(CDs浓度为200mg/mL)孵育人宫颈癌细胞(HeLa)6h，随后使用激光扫描共聚焦显微镜(Laserscanningconfocalmicroscopy，LSCM)在不同的激发波长条件下研究了CDs的多色荧光发射。如图1.2所示，与CDs孵育的HeLa细胞分别在405nm、488nm和561nm的激发波长下发出蓝色、绿色和红色的发射光，而在相同的曝光条件下对照细胞(未进行CDs孵育处理)未观察到可检测到的荧光发射[83]。图1.2CDs的细胞成像：对照HeLa细胞(a-d)和用CDs孵育处理HeLa细胞(e-h)在明场(a和e)、408nm(b和f)、488nm(c和g)和561nm(d和h)激发下的共聚焦激光扫描显微图像[83]通过荧光成像可探索不同CDs的细胞摄取情况，有关研究表明细胞摄取的CDs大部分位于细胞质中。M.Zhang等人由ATP前驱体制备的N-P掺杂CDs通过与人肺癌细胞(A549)一起孵育实现了多色成像。在543nm激发波长激发下，A549细胞的细胞质产生红色荧光，而A549细胞的细胞核没有产生任何荧光。这些结果表明N-P掺杂的CDs与细胞质的结合亲和力高于细胞核[84]。A.Kundu等人通过聚乙烯醇的一步碳化法合成了荧光CDs。该CDs的体外细胞摄取研究表明，蓝色荧光CDs主要位于HeLa细胞表面[85]。在405nm、488nm和514nm激发下，摄取CDs的人肝癌细胞(HepG-2)的细胞质区域分别显示明亮的蓝色、绿色和红色荧光[86]。S.S.Lu等人研究了CDs作为光学纳米探针在体外实时活细胞成像中的适用性及其血脑屏障穿透能力。在该研究中，CDs被人肾上皮细胞(293T)摄龋随着孵育时间的增加，内吞后的CDs显示出更强的蓝色荧光发射，这些结果表明它们可以穿过细胞
重庆邮电大学硕士学位论文第1章绪论12图1.3绿色荧光碳点的合成过程和靶向方法：其中分别用(a-d)GCDs处理3h、(e-h)GCDs-FA处理3h和(i-l)GCDs-FA处理12h的MCF-7细胞的荧光显微图像，细胞核染成蓝色和GCDs-FA发出绿色荧光，比例尺：10μm[99]M.C.Kim等人合成了被富氮分子钝化的CDs，例如被N-异丙基丙烯酰胺钝化的CDs，其QY高达94%，该CDs用于C6胶质母细胞瘤细胞的共聚焦生物成像和流式细胞术分析[103]。W.J.Wang等人使用甘油作为碳源通过一锅法合成了CDs，并将其用于HeLa细胞和人乳腺癌细胞(MCF-7)的多色成像[104]。CDs也可用于体内成像。已经有许多CDs被应用于体内成像。将红色发光CDs(称为R-CDs)的水溶液皮下注射入小鼠体内，然后在535nm激发和700nm发射条件下进行荧光成像。在小鼠的注射部位(包括皮肤和组织)观察到具有良好信噪比的强红色PL信号[105]。在L.P.Li等人的研究中，将R-CDs瘤内注射到了荷瘤小鼠体内。注射后，在600nm激发下进行实时体内荧光成像，结果显示荧光信号从肿瘤中心向外扩展，表明R-CDs在组织中具有良好的分布能力[106]。G.Gao等人研究了CDs/Fe3+应用于体内肿瘤特异性成像的可行性。在该实验中，将CDs/Fe3+注入带有皮下U14异种移植瘤的裸鼠的正常组织和肿瘤区域。注射约1h后，肿瘤区域CDs/Fe3+的荧光信号强于正常组织[107]。总之，CDs有望成为基于细胞成像研究和诊断的候选者。如上所述，对于“裸”CDs(无表面功能化)来说，细胞核中的分布较少；但是，如果适当修饰CDs表面，
本文编号：3142516
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CDs的制备方法：(a)自上而下和自下而上法；(b)用三维石墨烯合成CDs；(c)通过可控温度的微波辅助加热合成CDs；(d)通过水热制备CDs[58]
诟髦终?：桶┫赴?上裰小?CDs被广泛用于体外成像。由于其可调的激发发射特性，CDs被用作多色纳米探针，被不同的激发波长激发。R.Bandi等人用含有CDs的培养基(CDs浓度为200mg/mL)孵育人宫颈癌细胞(HeLa)6h，随后使用激光扫描共聚焦显微镜(Laserscanningconfocalmicroscopy，LSCM)在不同的激发波长条件下研究了CDs的多色荧光发射。如图1.2所示，与CDs孵育的HeLa细胞分别在405nm、488nm和561nm的激发波长下发出蓝色、绿色和红色的发射光，而在相同的曝光条件下对照细胞(未进行CDs孵育处理)未观察到可检测到的荧光发射[83]。图1.2CDs的细胞成像：对照HeLa细胞(a-d)和用CDs孵育处理HeLa细胞(e-h)在明场(a和e)、408nm(b和f)、488nm(c和g)和561nm(d和h)激发下的共聚焦激光扫描显微图像[83]通过荧光成像可探索不同CDs的细胞摄取情况，有关研究表明细胞摄取的CDs大部分位于细胞质中。M.Zhang等人由ATP前驱体制备的N-P掺杂CDs通过与人肺癌细胞(A549)一起孵育实现了多色成像。在543nm激发波长激发下，A549细胞的细胞质产生红色荧光，而A549细胞的细胞核没有产生任何荧光。这些结果表明N-P掺杂的CDs与细胞质的结合亲和力高于细胞核[84]。A.Kundu等人通过聚乙烯醇的一步碳化法合成了荧光CDs。该CDs的体外细胞摄取研究表明，蓝色荧光CDs主要位于HeLa细胞表面[85]。在405nm、488nm和514nm激发下，摄取CDs的人肝癌细胞(HepG-2)的细胞质区域分别显示明亮的蓝色、绿色和红色荧光[86]。S.S.Lu等人研究了CDs作为光学纳米探针在体外实时活细胞成像中的适用性及其血脑屏障穿透能力。在该研究中，CDs被人肾上皮细胞(293T)摄龋随着孵育时间的增加，内吞后的CDs显示出更强的蓝色荧光发射，这些结果表明它们可以穿过细胞
重庆邮电大学硕士学位论文第1章绪论12图1.3绿色荧光碳点的合成过程和靶向方法：其中分别用(a-d)GCDs处理3h、(e-h)GCDs-FA处理3h和(i-l)GCDs-FA处理12h的MCF-7细胞的荧光显微图像，细胞核染成蓝色和GCDs-FA发出绿色荧光，比例尺：10μm[99]M.C.Kim等人合成了被富氮分子钝化的CDs，例如被N-异丙基丙烯酰胺钝化的CDs，其QY高达94%，该CDs用于C6胶质母细胞瘤细胞的共聚焦生物成像和流式细胞术分析[103]。W.J.Wang等人使用甘油作为碳源通过一锅法合成了CDs，并将其用于HeLa细胞和人乳腺癌细胞(MCF-7)的多色成像[104]。CDs也可用于体内成像。已经有许多CDs被应用于体内成像。将红色发光CDs(称为R-CDs)的水溶液皮下注射入小鼠体内，然后在535nm激发和700nm发射条件下进行荧光成像。在小鼠的注射部位(包括皮肤和组织)观察到具有良好信噪比的强红色PL信号[105]。在L.P.Li等人的研究中，将R-CDs瘤内注射到了荷瘤小鼠体内。注射后，在600nm激发下进行实时体内荧光成像，结果显示荧光信号从肿瘤中心向外扩展，表明R-CDs在组织中具有良好的分布能力[106]。G.Gao等人研究了CDs/Fe3+应用于体内肿瘤特异性成像的可行性。在该实验中，将CDs/Fe3+注入带有皮下U14异种移植瘤的裸鼠的正常组织和肿瘤区域。注射约1h后，肿瘤区域CDs/Fe3+的荧光信号强于正常组织[107]。总之，CDs有望成为基于细胞成像研究和诊断的候选者。如上所述，对于“裸”CDs(无表面功能化)来说，细胞核中的分布较少；但是，如果适当修饰CDs表面，
本文编号：3142516
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zlx/3142516.html
