靶标激活探针的构建、细胞成像与肿瘤治疗
发布时间：2023-03-23 17:44
癌症是由于细胞分裂增殖调控失常而导致的疾病,并且严重威胁人类健康。现阶段临床治疗癌症采用的治疗手段主要有化学药物治疗、放射治疗及手术治疗等。这些方法有的对人体损伤较大,有的对特定类型肿瘤的治疗效果并不十分理想。为了有效地进行肿瘤的诊断和治疗,目前已经发展了多种新兴技术,包括对肿瘤标志物的早期诊断分析及针对肿瘤组织的光学治疗、免疫治疗和基因治疗等方法。其中治疗肿瘤的光学疗法由于具有耐受性好、副作用小以及可以实现无损或者微损治疗的优点,具有广阔的应用前景。本文利用纳米材料结构和功能的可设计性及多样性,通过多功能纳米材料的设计及构建,发展了针对新的肿瘤标志物的原位荧光分析策略,并提出靶标激活型光学诊疗的新方法,提高其治疗效率,开发了其新的应用,具体包括以下工作:1.功能化金纳米探针用于microRNA激活的癌细胞成像与治疗将癌细胞成像和治疗结合起来对于提高疗效并防止治疗不足或治疗过度至关重要。在本工作中,设计了一种用于miRNA的荧光成像与癌症疗效监测的多功能金纳米探针。通过组装作为靶向部分的叶酸和作为识别元件和信号开关的染料标记的分子信标(MB),金纳米探针可以经由叶酸受体靶向递送到癌细胞...
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
本论文主要创新点
第一章 绪论
§1.1 癌症早期诊断及光学治疗技术的发展
1.1.1 荧光原位成像的原理
1.1.2 荧光原位成像在生命分析领域的发展和应用
1.1.3 光学治疗方法的发展和应用
§1.2 目前发展癌症光学诊断治疗技术所面临的重要问题
1.2.1 缺乏原位诊断及治疗技术相结合
1.2.2 原位诊断受限于检测目标物的低丰度问题
1.2.3 光敏剂产生单线态氧效率较低
1.2.4 肿瘤乏氧降低光动力治疗效率问题
§1.3 荧光成像诊断治疗一体化发展的新契机
1.3.1 原位诊疗一体化技术的发展和应用
1.3.2 信号放大技术应用于细胞内功能分子的原位监测
1.3.3 高单线态氧量子产率纳米材料的发展
1.3.4 克服肿瘤乏氧引发的治疗局限性的新方法
§1.4 本论文的主要研究工作
参考文献
第二章 多功能化金纳米探针用于microRNA激活的癌细胞成像与治疗
§2.1 引言
§2.2 实验部分
2.2.1 试剂及仪器
2.2.2 AuNR的合成
2.2.3 MB功能化AuNR的合成
2.2.4 金纳米探针的制备
2.2.5 凝胶电泳实验
2.2.6 AuNR上MB负载量的评估
2.2.7 体外检测miRNA-21
2.2.8 细胞培养
2.2.9 细胞毒性评估
2.2.10 共定位测定
2.2.11 细胞内miRNA-21的检测
2.2.12 NIR照射后的细胞共聚焦荧光成像
2.2.13 流式细胞分析检测细胞凋亡
2.2.14 活体实验
§2.3 结果与讨论
2.3.1 合成和表征
2.3.2 MiRNA-21体外荧光响应
2.3.3 叶酸受体介导的特异性内吞作用
2.3.4 细胞内miRNA的成像和检测
2.3.5 治疗效果的监测
2.3.6 监测活体小鼠的治疗效果
§2.4 结论
参考文献
第三章 花状纳米探针用于灵敏检测胞内microRNA
§3.1 引言
§3.2 实验部分
3.2.1 试剂及仪器
3.2.2 合成AuNF, DA-AuNF和HDA-AuNF
3.2.3 凝胶电泳实验
3.2.4 细胞培养合成AuNF, DA-AuNF和HDA-AuNF
3.2.5 细胞裂解液的制备
3.2.6 细胞毒性评估
3.2.7 共定位测定
3.2.8 原位定量检测细胞内miRNA-21
§3.3 结果与讨论
3.3.1 合成和表征
3.3.2 MiRNA-21体外荧光响应
3.3.3 叶酸受体介导的特异性内吞作用
3.3.4 细胞内miRNA灵敏检测的可行性分析
3.3.5 细胞内miRNA的原位成像和灵敏检测
§3.4 结论
参考文献
第四章 基于金属有机框架纳米探针的化学-光动力治疗
§4.1 引言
§4.2 实验部分
4.2.1 试剂及仪器
4.2.2 合成MOF-NH2和Cam@MOF
4.2.3 Ce6@MOF和CPC@MOF的合成
4.2.4 单线态氧的评估
4.2.5 细胞培养
4.2.6 细胞裂解液的制备
4.2.7 化学毒性和光毒性分析
4.2.8 共定位测定
4.2.9 共聚焦芡光成像和流式细胞分析
4.2.10 疗效监测
4.2.11 活体实验
§4.3 结果与讨论
4.3.1 结构表征和功能化
4.3.2 CaB的特异性反应
4.3.3 单线态氧的产生
4.3.4 细胞成像和共定位测定
4.3.5 探针对于细胞的光毒性和暗毒性
4.3.6 CPC@MOF用于荧光成像和化学-光动力疗法
4.3.7 活体治疗效果的评估
§4.4 结论
参考文献
第五章 双触发型自供氧黑磷纳米系统用于增强光动力治疗
§5.1 引言
§5.2 实验部分
5.2.1 试剂及仪器
5.2.2 合成BPNS和BPNS-FA
5.2.3 Cy5-dHeme-BPNS-FA的制备
5.2.4 ATP激活的Heme单体催化生成氧的测定
5.2.5 DPBF监控1O2产生
5.2.6 监控增强型PDT疗效
5.2.7 动物实验
§5.3 结果与讨论
5.3.1 功能化和表征
5.3.2 对ATP的特异性响应
5.3.3 BPNS介导的1O2产生
5.3.4 双触发型自供氧型增强PDT
5.3.5 克服肿瘤乏氧
5.3.6 活体疗效验证
§5.4 结论
参考文献
第六章 黑磷-二氧化锰纳米平台用于监控自供氧过程、增强光动力治疗及疗效反馈
§6.1 引言
§6.2 实验部分
6.2.1 试剂及仪器
6.2.2 合成BP-FA和FBP
6.2.3 合成R-MnO2和R-MnO2-FBP
6.2.4 R-MnO2-FBP产生氧气及其荧光的同步释放
6.2.5 Caspase-3的特异性响应
6.2.6 产生1O2的评估
6.2.7 细胞毒性评估
6.2.8 靶向荧光成像
6.2.9 细胞内RhB释放和自供氧的同步性
6.2.10 治疗时机的选择
6.2.11 活体实验
§6.3 结果与讨论
6.3.1 合成和表征
6.3.2 双模式监测氧气生成
6.3.3 单线态氧的生成
6.3.4 Caspase-3的特异性响应
6.3.5 叶酸受体介导的靶向递送
6.3.6 原位监控自供氧
6.3.7 克服细胞乏氧
6.3.8 优选时机的增强型PDT监控
6.3.9 活体增强型PDT的全程监控
§6.4 结论
参考文献
第七章 黑磷/金属有机骨架复合结构用于增强光动力治疗及caspase介导的疗效检测
§7.1 引言
§7.2 实验部分
7.2.1 试剂及仪器
7.2.2 合成BPQD、BQ-MOF及BQC-fMOF
7.2.3 BQC-fMOF对酶的保护作用
7.2.4 DPBF监控1O2产生
7.2.5 Caspase-3的特异性响应
7.2.6 细胞毒性评估
7.2.7 细胞内吞途径研究
7.2.8 共定位测定
7.2.9 FR-靶向荧光成像
7.2.10 监控增强型PDT疗效
7.3 结果与讨论
7.3.1 合成和表征
7.3.2 单线态氧的产生
7.3.3 BQC-fMOF介导的光热效应
7.3.4 Caspase-3的特异性响应
7.3.5 叶酸受体介导的特异性内吞作用
7.3.6 克服乏氧
7.3.7 PDT/PTT协同治疗及疗效反馈
7.4 结论
参考文献
附录
致谢
本文编号：3768457
【文章页数】：180 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
本论文主要创新点
第一章 绪论
§1.1 癌症早期诊断及光学治疗技术的发展
1.1.1 荧光原位成像的原理
1.1.2 荧光原位成像在生命分析领域的发展和应用
1.1.3 光学治疗方法的发展和应用
§1.2 目前发展癌症光学诊断治疗技术所面临的重要问题
1.2.1 缺乏原位诊断及治疗技术相结合
1.2.2 原位诊断受限于检测目标物的低丰度问题
1.2.3 光敏剂产生单线态氧效率较低
1.2.4 肿瘤乏氧降低光动力治疗效率问题
§1.3 荧光成像诊断治疗一体化发展的新契机
1.3.1 原位诊疗一体化技术的发展和应用
1.3.2 信号放大技术应用于细胞内功能分子的原位监测
1.3.3 高单线态氧量子产率纳米材料的发展
1.3.4 克服肿瘤乏氧引发的治疗局限性的新方法
§1.4 本论文的主要研究工作
参考文献
第二章 多功能化金纳米探针用于microRNA激活的癌细胞成像与治疗
§2.1 引言
§2.2 实验部分
2.2.1 试剂及仪器
2.2.2 AuNR的合成
2.2.3 MB功能化AuNR的合成
2.2.4 金纳米探针的制备
2.2.5 凝胶电泳实验
2.2.6 AuNR上MB负载量的评估
2.2.7 体外检测miRNA-21
2.2.8 细胞培养
2.2.9 细胞毒性评估
2.2.10 共定位测定
2.2.11 细胞内miRNA-21的检测
2.2.12 NIR照射后的细胞共聚焦荧光成像
2.2.13 流式细胞分析检测细胞凋亡
2.2.14 活体实验
§2.3 结果与讨论
2.3.1 合成和表征
2.3.2 MiRNA-21体外荧光响应
2.3.3 叶酸受体介导的特异性内吞作用
2.3.4 细胞内miRNA的成像和检测
2.3.5 治疗效果的监测
2.3.6 监测活体小鼠的治疗效果
§2.4 结论
参考文献
第三章 花状纳米探针用于灵敏检测胞内microRNA
§3.1 引言
§3.2 实验部分
3.2.1 试剂及仪器
3.2.2 合成AuNF, DA-AuNF和HDA-AuNF
3.2.3 凝胶电泳实验
3.2.4 细胞培养合成AuNF, DA-AuNF和HDA-AuNF
3.2.5 细胞裂解液的制备
3.2.6 细胞毒性评估
3.2.7 共定位测定
3.2.8 原位定量检测细胞内miRNA-21
§3.3 结果与讨论
3.3.1 合成和表征
3.3.2 MiRNA-21体外荧光响应
3.3.3 叶酸受体介导的特异性内吞作用
3.3.4 细胞内miRNA灵敏检测的可行性分析
3.3.5 细胞内miRNA的原位成像和灵敏检测
§3.4 结论
参考文献
第四章 基于金属有机框架纳米探针的化学-光动力治疗
§4.1 引言
§4.2 实验部分
4.2.1 试剂及仪器
4.2.2 合成MOF-NH2和Cam@MOF
4.2.3 Ce6@MOF和CPC@MOF的合成
4.2.4 单线态氧的评估
4.2.5 细胞培养
4.2.6 细胞裂解液的制备
4.2.7 化学毒性和光毒性分析
4.2.8 共定位测定
4.2.9 共聚焦芡光成像和流式细胞分析
4.2.10 疗效监测
4.2.11 活体实验
§4.3 结果与讨论
4.3.1 结构表征和功能化
4.3.2 CaB的特异性反应
4.3.3 单线态氧的产生
4.3.4 细胞成像和共定位测定
4.3.5 探针对于细胞的光毒性和暗毒性
4.3.6 CPC@MOF用于荧光成像和化学-光动力疗法
4.3.7 活体治疗效果的评估
§4.4 结论
参考文献
第五章 双触发型自供氧黑磷纳米系统用于增强光动力治疗
§5.1 引言
§5.2 实验部分
5.2.1 试剂及仪器
5.2.2 合成BPNS和BPNS-FA
5.2.3 Cy5-dHeme-BPNS-FA的制备
5.2.4 ATP激活的Heme单体催化生成氧的测定
5.2.5 DPBF监控1O2产生
5.2.6 监控增强型PDT疗效
5.2.7 动物实验
§5.3 结果与讨论
5.3.1 功能化和表征
5.3.2 对ATP的特异性响应
5.3.3 BPNS介导的1O2产生
5.3.4 双触发型自供氧型增强PDT
5.3.5 克服肿瘤乏氧
5.3.6 活体疗效验证
§5.4 结论
参考文献
第六章 黑磷-二氧化锰纳米平台用于监控自供氧过程、增强光动力治疗及疗效反馈
§6.1 引言
§6.2 实验部分
6.2.1 试剂及仪器
6.2.2 合成BP-FA和FBP
6.2.3 合成R-MnO2和R-MnO2-FBP
6.2.4 R-MnO2-FBP产生氧气及其荧光的同步释放
6.2.5 Caspase-3的特异性响应
6.2.6 产生1O2的评估
6.2.7 细胞毒性评估
6.2.8 靶向荧光成像
6.2.9 细胞内RhB释放和自供氧的同步性
6.2.10 治疗时机的选择
6.2.11 活体实验
§6.3 结果与讨论
6.3.1 合成和表征
6.3.2 双模式监测氧气生成
6.3.3 单线态氧的生成
6.3.4 Caspase-3的特异性响应
6.3.5 叶酸受体介导的靶向递送
6.3.6 原位监控自供氧
6.3.7 克服细胞乏氧
6.3.8 优选时机的增强型PDT监控
6.3.9 活体增强型PDT的全程监控
§6.4 结论
参考文献
第七章 黑磷/金属有机骨架复合结构用于增强光动力治疗及caspase介导的疗效检测
§7.1 引言
§7.2 实验部分
7.2.1 试剂及仪器
7.2.2 合成BPQD、BQ-MOF及BQC-fMOF
7.2.3 BQC-fMOF对酶的保护作用
7.2.4 DPBF监控1O2产生
7.2.5 Caspase-3的特异性响应
7.2.6 细胞毒性评估
7.2.7 细胞内吞途径研究
7.2.8 共定位测定
7.2.9 FR-靶向荧光成像
7.2.10 监控增强型PDT疗效
7.3 结果与讨论
7.3.1 合成和表征
7.3.2 单线态氧的产生
7.3.3 BQC-fMOF介导的光热效应
7.3.4 Caspase-3的特异性响应
7.3.5 叶酸受体介导的特异性内吞作用
7.3.6 克服乏氧
7.3.7 PDT/PTT协同治疗及疗效反馈
7.4 结论
参考文献
附录
致谢
本文编号：3768457
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