用于细胞内还原性物质检测及光动力治疗的探针的研究

发布时间：2017-09-30 09:06

  本文关键词：用于细胞内还原性物质检测及光动力治疗的探针的研究

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【摘要】：细胞内多种氧化性和还原性物质共同维持了细胞的氧化还原环境,当氧化还原环境出现异常,生物体就会表现出各式各样的生理疾病,甚至发展成肿瘤;活性氧物质如单线态氧(1O2)对肿瘤细胞具有不可逆的破坏性,从而可以通过光动力疗法达到肿瘤治疗的目的。磷光铱配合物的发光寿命长、光稳定性好等优势解决了传统荧光小分子短寿命和易受自发荧光干扰的问题,在生物成像与检测中的应用前景广阔。随着纳米技术和纳米医学的发展,具有良好生物相容性的有机-无机杂化纳米硅球,也不断在生物成像和基于活性氧的光动力治疗中发挥作用。本论文中,我们合成了一种含氮氧自由基的磷光铱配合物,研究了铱配合物的光物理性质并探索其在细胞内还原性物质检测中的应用,又制备出一种水相分散的介孔硅基卟啉杂化纳米材料,研究了该杂化纳米材料在生物成像及光动力治疗中的应用。主要内容如下:首先,我们设计、合成了一种基于2,2,6,6-四甲基哌啶氧(TEMPO)自由基的还原响应型磷光铱配合物Ir-NO,通过引入对还原性物质响应的TEMPO自由基到N^N配体结构中改变配合物的光物理性质。随着还原性物质的加入,配合物Ir-NO磷光发射强度turn-on型增强,寿命也有增长。对与Ir-NO以及还原性物质共育的几种肿瘤细胞和正常细胞进行共聚焦成像,发现肿瘤细胞中荧光信号比正常细胞中强,这是由于肿瘤细胞呈现较高的还原态;加入外源性还原物质培养,Ir-NO在细胞中的荧光强度明显增强;通过磷光寿命成像我们也可以发现Ir-NO在处于还原态的细胞中寿命变长。因此验证了Ir-NO对还原性物质的响应性,利用荧光强度信号和寿命信号实现了Ir-NO对细胞内还原性物质的检测。其次,我们制备得到了一种粒径在45 nm左右、水相均匀分散的介孔硅基卟啉杂化纳米材料(MSPHNs),其制备方法简单,并且具有较大的比表面积和均匀单一的介孔结构。我们通过傅里叶变换红外光谱证明四(4-甲酰甲酯苯基)卟啉(TCPP)以共价键方式接入硅基质中,通过TEM、DLS、氮气吸附等温线对其形貌与粒径等进行表征。对MSPHNs的紫外-可见吸收光谱性质研究,可以发现硅基质的封装以及重原子效应,有效提高了TCPP在Q带的吸收强度及其产生1O2的能力。我们研究了MSPHNs在肿瘤细胞内的光动力治疗,共聚焦成像证实MSPHNs使细胞内产生了具有细胞毒性的1O2并促使HeLa细胞凋亡,说明该介孔硅基卟啉杂化纳米材料能够在肿瘤细胞内进行光动力治疗并表现出较大的应用潜力。
【关键词】：氧化还原环境 铱配合物 杂化纳米硅球 生物成像 光动力治疗
【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;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 常用缩略词说明8-9
• 第一章 绪论9-24
• 1.1 引言9
• 1.2 氧化还原性物质检测的研究进展9-17
• 1.2.1 荧光探针用于氧化性物质的检测10-14
• 1.2.2 荧光探针用于还原性物质的检测14-17
• 1.3 基于活性氧簇的光动力治疗及研究进展17-19
• 1.4 磷光铱配合物应用于生物成像及氧化还原性物质检测19-22
• 1.5 本论文的设计思路和研究内容22-24
• 第二章 含氮氧自由基铱配合物的设计、合成及对还原性物质的检测24-39
• 2.1 引言24-26
• 2.2 实验部分26-30
• 2.2.1 实验试剂和药品26
• 2.2.2 实验仪器和方法26-28
• 2.2.3 含氮氧自由基铱配合物的合成与表征28-30
• 2.3 结果与讨论30-34
• 2.3.1 配合物Ir-NO的合成与光物理性质30-31
• 2.3.2 配合物Ir-NO对还原性物质的发射光谱响应31-33
• 2.3.3 配合物Ir-NO对还原性物质的寿命响应33
• 2.3.4 配合物Ir-NO的细胞毒性33-34
• 2.4 配合物Ir-NO在细胞内还原性物质检测中的应用34-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第三章 介孔硅基卟啉杂化纳米材料的制备及在光动力治疗中的应用39-51
• 3.1 引言39-40
• 3.2 实验部分40-44
• 3.2.1 实验试剂和药品40
• 3.2.2 实验仪器和方法40-41
• 3.2.3 介孔硅基卟啉杂化纳米材料的制备及表征41-44
• 3.3 结果与讨论44-48
• 3.3.1 介孔硅基卟啉杂化纳米材料的形貌与结构表征44-45
• 3.3.2 介孔硅基卟啉杂化纳米材料的光物理性质表征45-47
• 3.3.3 介孔硅基卟啉杂化纳米材料产生单线态氧的性能47-48
• 3.4 介孔硅基卟啉杂化纳米材料的光毒性48-49
• 3.5 介孔硅基卟啉杂化纳米材料在肿瘤细胞内的光动力治疗49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 总结与展望51-53
• 4.1 论文的主要结论51-52
• 4.2 展望52-53
• 参考文献53-60
• 附录1 部分化合物的1H NMR、质谱图60-64
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利64-65
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目65-66
• 致谢66

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本文编号：947298