叶酸受体靶向型荧光碳点在肿瘤细胞成像中的应用

发布时间：2017-09-10 01:02

  本文关键词：叶酸受体靶向型荧光碳点在肿瘤细胞成像中的应用

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【摘要】：近年来,荧光碳点(Carbon Dots,CDs)因其相对于有机荧光染料和传统的量子点生物毒性低且抗光漂白等优异特性,而在材料、化学、生物医学等研究领域备受关注。本论文基于叶酸(FA)对碳点(CDs)荧光的猝灭作用,采用聚合物包裹非共价键连接碳点和叶酸(FA)的策略,制备出靶向叶酸受体的turn-on型荧光探针FA-PEI-CDs,发展了一种高效快速靶向叶酸受体过量表达癌症细胞的检测方法,用于叶酸受体过量表达癌症细胞的成像分析。主要内容和结果如下:1.CDs、PEI-CDs、FA-PEI-CDs的制备及表征:通过一步水热合成法制备荧光碳点,将其表面包裹上带正电荷的PEI,最后将叶酸通过静电作用吸附在PEI-CDs表面,制得turn-on型的荧光探针FA-PEI-CDs。利用TEM、Zeta电势、AFM、IR、FL、UV等手段对它们的形貌、粒径、表面电位、分散性、紫外吸收和荧光光谱等性能进行分析表征,验证了PEI和叶酸确实通过静电作用包裹在碳点上,初步验证了叶酸/叶酸受体对PEI-CDs荧光的猝灭与恢复特性。2.叶酸/叶酸受体对PEI-CDs荧光的猝灭与恢复性能:系统考察了不同浓度叶酸FA对PEI-CDs的荧光淬灭响应性能,以及不同浓度叶酸受体FR对FA-PEI-CDs已猝灭荧光的恢复响应性能。优化了pH、盐浓度、反应时间、探针浓度等实验条件,并绘制线性响应曲线。初步探究了叶酸猝灭碳点荧光的原因。发现包裹PEI后的PEI-CDs仍然发光,表面结合叶酸后的FA-PEI-CDs荧光猝灭,但其荧光可以被叶酸受体重新恢复。是由于叶酸受体与叶酸之间有更强的亲和力,使叶酸从纳米粒子复合物上解吸下来,从而使PEI-CDs重新恢复荧光。3.FA-PEI-CDs对叶酸受体高表达癌症细胞的成像分析:将FA-PEI-CDs与叶酸受体表达不同的HeLa、HepG2和MCF-7癌症细胞一同孵育,激光共聚焦显微镜观察细胞荧光成像情况。结果表明,FA-PEI-CDs与细胞孵育10min即可快速、特异性的对叶酸受体过量表达的癌症细胞进行靶向荧光标记并成像。而之前的研究中都需要几个小时甚至几天的时间对细胞进行孵育,非常不利于生物医学应用。本论文的研究结果为癌症细胞靶向、快速荧光标记成像分析,提供了更加有效的方法,有望在生物医学、临床医学研究中获得应用。
【关键词】：荧光碳点 靶向 肿瘤细胞成像 PEI 叶酸受体
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;R730.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 癌症检测与成像9-12
• 1.2.1 癌症概述9-10
• 1.2.2 肿瘤标志物10-12
• 1.2.3 肿瘤的诊断成像技术12
• 1.3 荧光探针的发展及制备方法12-17
• 1.3.1 荧光分子探针12-13
• 1.3.2 常用的荧光分子标记物13-14
• 1.3.3 靶向性荧光碳点的制备策略14-17
• 1.4 选题依据及目的17-18
• 1.5 研究方案和研究内容18-20
• 第2章 CDs、PEI-CDs和FA-PEI-CDs的制备及表征20-29
• 2.1 引言20
• 2.2 实验部分20-22
• 2.2.1 仪器及试剂20-21
• 2.2.2 CDs、PEI-CDs和FA-PEI-CDs的制备21
• 2.2.3 CDs、PEI-CDs和FA-PEI-CDs的表征方法21-22
• 2.3 结果与讨论22-27
• 2.3.1 TEM分析22-24
• 2.3.2 Zeta电势分析24
• 2.3.3 AFM分析24-25
• 2.3.4 IR分析25-26
• 2.3.5 UV/Vis吸收光谱和FL荧光光谱分析26-27
• 2.4 小结27-29
• 第3章 叶酸/叶酸受体对PEI-CDs荧光性能的影响29-42
• 3.1 引言29-30
• 3.2 实验部分30-31
• 3.2.1 仪器与试剂30
• 3.2.2 实验方法30-31
• 3.3 结果与讨论31-40
• 3.3.1 PEI-CDs的稳定性测试31-33
• 3.3.1.1 pH对PEI-CDs的荧光性能的影响31-32
• 3.3.1.2 盐浓度对PEI-CDs荧光的影响32
• 3.3.1.3 储存时间对PEI-CDs荧光的影响32-33
• 3.3.2 叶酸对PEI-CDs荧光性能测试33-35
• 3.3.3 叶酸受体对FA-PEI-CDs荧光性能测试35-38
• 3.3.4 FA-PEI-CDs选择性测试38
• 3.3.5 FA对PEI-CDs荧光猝灭的机理探究38-40
• 3.4 小结40-42
• 第4章 FA-PEI-CDs对叶酸受体高表达癌细胞的靶向标记42-46
• 4.1 引言42
• 4.2 实验部分42-43
• 4.2.1 仪器与试剂42-43
• 4.2.2 细胞培养43
• 4.2.3 成像分析43
• 4.3 结果与讨论43-44
• 4.4 小结44-46
• 结论46-47
• 参考文献47-52
• 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单52-53
• 致谢53

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本文编号：823801