鉑鐵基磁性納米材料的構(gòu)建以及在抗腫瘤檢測(cè)和治療中的應(yīng)用.pdf

1、磁性功能納米材料具有優(yōu)異的磁學(xué)性能以及良好的生物相容性等特點(diǎn)，在催化，納米醫(yī)學(xué)，電化學(xué)，生物傳感等方面都具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。鉑鐵基納米材料是一種新型的磁性材料，在腫瘤的抑制，藥物遞送，磁性靶向分離，生物醫(yī)學(xué)成像等方面都具有一定的應(yīng)用潛力，因此成為各個(gè)學(xué)科的研究熱點(diǎn)。鉑鐵材料的磁性作用使其具有在生物體內(nèi)有效聚集的潛力，同時(shí)在靶細(xì)胞與正常組織之間形成高對(duì)比度而具有核磁成像功能（MRI）。在進(jìn)行靶向修飾之后，鉑鐵材料可以靶向具有特定受體的腫瘤

2、細(xì)胞，有效表征靶細(xì)胞在生物體內(nèi)的分布，進(jìn)而診斷腫瘤的發(fā)生。另外，鉑鐵基納米材料在腫瘤細(xì)胞的偏酸性環(huán)境中易發(fā)生芬頓反應(yīng)，催化細(xì)胞內(nèi)過氧化氫生成活性氧，而活性氧可以破壞細(xì)胞的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)，DNA和蛋白質(zhì)，從而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。同時(shí)，鉑鐵在細(xì)胞內(nèi)的分解為其在生物體內(nèi)的降解和清除提供了可能。所以，鉑鐵磁性納米材料具有良好的自體降解診療一體化性質(zhì)。因此，鉑鐵基納米材料的研究為開發(fā)新型癌癥治療手段、提高癌癥診療效果提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本碩士論

3、文基于鉑鐵的可降解診療一體化功能，主要進(jìn)行了以下兩個(gè)方面的工作：
　　一：基于氧化石墨烯的鉑鐵磁性納米材料（FePt/GO）的多模成像自降解探針在抗腫瘤方面的應(yīng)用。
　　采用多元醇法高溫油相合成FePt納米顆粒，得到直徑為3-4 nm的球形納米顆粒，經(jīng)過超聲負(fù)載在 PEG化的氧化石墨烯表面。使用靶向試劑葉酸 FA和異硫氰酸熒光素FITC進(jìn)行功能化修飾，得到功能化鉑鐵氧化石墨烯復(fù)合材料 FePt-DMSA/GO-PEG-FA-

4、FITC（FePt/GO CNs）。通過紫外和熒光光譜，透射電鏡，弛豫率和磁滯回線表征考察其結(jié)構(gòu)，形貌和磁性，用電感耦合等離子體（ICP）法驗(yàn)證FePt/GO CNs在酸性環(huán)境中的鐵釋放情況。FePt/GO CNs被分別應(yīng)用于人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7細(xì)胞，子宮頸癌細(xì)胞系HeLa細(xì)胞，人類肝癌細(xì)胞系HepG2細(xì)胞,人類正常肝細(xì)胞系L02細(xì)胞，大鼠正常肝細(xì)胞系BRL3A細(xì)胞等多種腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞，通過熒光成像，普魯士藍(lán)染色，活性氧熒光強(qiáng)度

5、測(cè)定等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了材料的靶向性，活性氧機(jī)理和對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用。經(jīng)FePt/GO CNs處理的balb/c荷瘤小鼠的MRI和CT成像結(jié)果顯示，鉑鐵在腫瘤部位隨時(shí)間變化而降解，從而使小鼠體內(nèi)MRI信號(hào)隨時(shí)間變化而發(fā)生變化。因此，F(xiàn)ePt/GO CNs還可以作為一個(gè)自犧牲探針用于監(jiān)控藥物在動(dòng)物體內(nèi)的釋放行為和治療效果，改善了其他不可降解大分子造影劑由于滯留產(chǎn)生的系統(tǒng)毒性問題。經(jīng)一段時(shí)間之后，腫瘤的生長(zhǎng)得到有效抑制，組織學(xué)表征結(jié)果證明FePt

6、/GO CNs對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)具有抑制作用而對(duì)其他器官?zèng)]有明顯損傷。這為鉑鐵納米材料用于抗腫瘤臨床研究和降低治療的副作用提供了理論基礎(chǔ)。
　　二：基于鉑鐵稀土熒光配合物的時(shí)間分辨熒光的抗腫瘤多模稀土熒光生物診療探針。
　　基于電子躍遷時(shí)產(chǎn)生的延遲熒光的時(shí)間分辨熒光技術(shù)在特定的測(cè)試時(shí)間段內(nèi)采集熒光信號(hào)可有效排除背景熒光的干擾，提高檢測(cè)的精確度。稀土熒光探針具有熒光壽命長(zhǎng)，Stokes位移大，發(fā)射峰尖銳，成像穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合時(shí)間分辨

7、熒光技術(shù)可以去除細(xì)胞內(nèi)小分子雜散光的干擾，在生物體內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定成像。本工作使用多元醇法高溫油相合成直徑為3-4 nm的FePt納米顆粒，通過二硫鍵連接時(shí)間分辨熒光配合物PTTA-Eu作為發(fā)光基團(tuán)，經(jīng)FA修飾后得到一種超順磁性腫瘤細(xì)胞靶向時(shí)間分辨熒光新型復(fù)合納米生物探針鉑鐵-4’-苯基-2,2’:6’,2”-聯(lián)三吡啶-6,6”-二甲胺四乙酸-銪（III）-葉酸FePt-PTTA-Eu-FA（FPEF）?；贔ePt良好的磁學(xué)性能，F(xiàn)PEF可

8、以顯著地提高納米材料在目標(biāo)腫瘤區(qū)域的富集，磁共振成像可用于區(qū)別腫瘤和正常組織，實(shí)現(xiàn)腫瘤可視化定位?；谙⊥翢晒馀浜衔锏臅r(shí)間分辨熒光成像功能，該靶向納米顆?？梢酝ㄟ^熒光準(zhǔn)確指示腫瘤部位。在MRI/時(shí)間分辨熒光雙模態(tài)成像的指導(dǎo)下，借助于FePt材料在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的活性氧機(jī)理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的抑制作用和治療效果的監(jiān)控。將其用于腫瘤細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)和DNA凝膠電泳成像實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該材料對(duì)腫瘤細(xì)胞的DNA有明顯破壞作用，同時(shí)可抑制細(xì)胞的增殖和遷移，

9、這印證了FePt在酸性環(huán)境下的活性氧機(jī)理。FPEF對(duì)腫瘤的治療效果可以通過腫瘤細(xì)胞的存活率和4T1腫瘤 balb/c荷瘤小鼠體內(nèi)的腫瘤大小生長(zhǎng)情況表征。結(jié)果表明，該時(shí)間分辨稀土熒光配合物多功能納米材料可以作為優(yōu)秀的體內(nèi)外成像診療探針。
　　綜上，鉑鐵基磁性納米材料所具有的良好的超順磁性和MRI/CT功能，使其在生物MRI/CT成像方面應(yīng)用廣泛。在腫瘤細(xì)胞內(nèi)，鉑鐵基材料主要通過活性氧對(duì)DNA和脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞作用來抑制細(xì)胞增殖和殺傷腫