面向肿瘤细胞诊疗的SERS探针构建及其应用研究

发布时间：2017-08-10 16:07

  本文关键词：面向肿瘤细胞诊疗的SERS探针构建及其应用研究

  更多相关文章： 表面增强拉曼散射 金纳米颗粒 SERS探针 成像 靶向识别 光热治疗

【摘要】：恶性肿瘤已严重威胁人类的健康与生命,发展高效的肿瘤诊断和治疗技术对于降低恶性肿瘤的致死率,提高患者的生活质量具有重要意义。随着纳米技术的发展,纳米材料在肿瘤的诊断与治疗中表现出巨大的应用潜力。构建集多种功能于一体的诊疗纳米探针,同时实现肿瘤诊断、成像和治疗并实时监控,有望解决现阶段临床肿瘤诊断与治疗分离的不足,同时提高抗肿瘤治疗的效果。目前,设计和构建诊疗一体化纳米材料已成为纳米医学技术研究领域的热点,但是该研究方法近年来才刚刚兴起,仍存在诸多有待解决的关键科学问题和技术难点。本文立足于恶性肿瘤检测和治疗的重大实际需求,旨在发展集影像和光热治疗的多功能靶向纳米生物探针,开展肿瘤SERS成像与光热治疗研究,为构建用于恶性肿瘤检测和治疗的纳米生物探针及实施肿瘤诊疗应用提供参考和依据。具体地,本文主要开展了三方面的研究,分别是新型星状及花状金纳米颗粒的可控制备、集SERS成像和光热治疗功能于一体的靶向多功能生物探针构建、多功能生物探针在肿瘤诊疗中的应用研究。本论文主要由如下五个章节组成:第一章,综述了本课题的研究背景。介绍了目前肿瘤临床诊断与治疗方法,以及纳米材料在肿瘤诊疗中的应用研究进展,提出了SERS成像及基于等离子纳米激元材料的光热治疗优势,并阐述了本论文研究内容及意义。第二章,可控制备了特定形貌与尺寸的花状金纳米颗粒。该颗粒表面有着随机分布的突起,表面纳米凸起物间形成纳米金间隙,即SERS“热点”,可以极大地增大SERS信号。通过对花状金纳米颗粒开展表面生物功能化修饰,构建了可靶向到肺癌细胞的SERS探针,探究了SERS探针在SERS细胞成像中的应用。研究结果表明,该SERS探针具有良好的靶向性和成像的分辨度。第三章,可控制备新型星状金纳米颗粒。该颗粒具有近红外的吸收特性,表面分布枝杈状凸起,形成多个SERS“热点”,SERS增强性能优异。通过生物功能化修饰金纳米颗粒,构建了靶向肺癌A549细胞的SERS探针,开展了肿瘤细胞的靶向识别和SERS成像应用研究。第四章,探究不同形貌的金纳米颗粒的光热性能,选择光热和SERS性能俱佳、表面等离子共振特性位于近红外区的星状金纳米颗粒作为光热试剂,构建具备靶向A549肺癌细胞、SERS成像和光热治疗的多功能纳米探针,开展面向肿瘤细胞的成像与光热治疗研究。第五章,总结了论文的研究成果并展望了有待进一步深入研究的方向。
【关键词】：表面增强拉曼散射 金纳米颗粒 SERS探针 成像 靶向识别 光热治疗
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 肿瘤的诊疗9-12
• 1.1.1 肿瘤成像诊断技术9-11
• 1.1.2 肿瘤治疗11
• 1.1.3 基于纳米技术的肿瘤成像与治疗11-12
• 1.2 表面增强拉曼散射（SERS）12-16
• 1.2.1 表面增强拉曼散射概述12-13
• 1.2.2 表面增强拉曼散射增强机理13-15
• 1.2.3 表面增强拉曼散射胶体材料15-16
• 1.3 SERS成像与光热治疗一体化探针的构建与应用16-21
• 1.3.1SERS探针的构建16-17
• 1.3.2 SERS探针在细胞研究中的应用17-21
• 1.4 研究内容及意义21-23
• 1.4.1 研究内容21-22
• 1.4.2 研究意义22-23
• 第二章 花状金纳米颗粒的制备及肿瘤细胞成像应用研究23-29
• 2.1 引言23-24
• 2.2 实验部分24
• 2.2.1 样品与试剂24
• 2.2.2 实验仪器24
• 2.3 实验步骤24-25
• 2.3.1 花状金纳米颗粒的制备24-25
• 2.3.2 SERS探针的构建25
• 2.3.3 SERS探针与细胞共培养25
• 2.3.4 SERS成像25
• 2.4 结果与讨论25-28
• 2.4.1 花状金纳米颗粒的特性表征25-26
• 2.4.2 SERS探针的特性表征26-27
• 2.4.3 SERS探针的成像27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 星状纳米金SERS探针的构建及细胞成像应用研究29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 实验材料及仪器29-30
• 3.2.1 实验材料29-30
• 3.2.2 实验仪器30
• 3.3 实验步骤30-32
• 3.3.1 星状金纳米颗粒的制备30
• 3.3.2 SERS探针的构建30-31
• 3.3.3 SERS探针与细胞共培养31
• 3.3.4 纳米颗粒对肺癌细胞A549的毒性31
• 3.3.5 SERS成像31-32
• 3.4 结果与讨论32-37
• 3.4.1 温度调控星状金纳米颗粒生长32
• 3.4.2 星状金纳米颗粒的特性表征32-33
• 3.4.3 SERS探针的特性表征33-34
• 3.4.4 SERS探针的毒性34-35
• 3.4.5 SERS探针的成像35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 基于SERS探针的肿瘤细胞光热治疗应用研究38-48
• 4.1 引言38-39
• 4.2 实验部分39
• 4.2.1 样品与试剂39
• 4.2.2 实验仪器39
• 4.3 实验步骤39-40
• 4.3.1 几种金纳米材料的合成39-40
• 4.3.2 金纳米材料的光热测试40
• 4.3.3 SERS探针对细胞的光热治疗40
• 4.4 结果与讨论40-47
• 4.4.1 不同形貌金纳米材料的光热表征40-42
• 4.4.2 不同浓度金纳米材料的光热表征42
• 4.4.3 不同激光功率金纳米材料的光热表征42-43
• 4.4.4 探针修饰过程中材料的光热表征43-44
• 4.4.5 细胞光热治疗44-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-49
• 参考文献49-54
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文54-55
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利55-56
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目56-57
• 致谢57

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本文编号：651604