纳米技术用于肿瘤光动力治疗

论文摘要

1996年,伴随着第一代PDT药物Photofrin的获准,肿瘤光动力疗法作为现代肿瘤新疗法,被美国FDA批准应用于临床：并在美国、日本、英国、法国、德国、加拿大等国用于多种肿瘤治疗取得成功。2003年5月中国SFDA批准了这一治疗系统进入临床应用。随着生物医学研究的发展,对新一代PDT药物的研究展现出越来越多的必要性。近年来,随着纳米技术的飞速发展,纳米材料以其优越的性能必然为生物医学带来一场技术革命。水溶性半导体荧光量子点由于其良好的光学特性,如高量子效率、尺寸可调的荧光发射波长、宽带吸收与窄带荧光、可调节的表面电荷、光稳定性良好,双光子吸收截面大等,被认为是非常重要的一种荧光标记材料,并且广泛地应用于细胞标记技术、蛋白示踪、DNA阵列检测技术、免疫荧光标记方法、生活活体及组织检测等方向的研究。纳米金颗粒以其良好的水溶性、完全的无毒性质、随尺寸调节的荧光发射及吸收带宽、光稳定性和双光子吸收；近年来越来越多的应用于生物医学领域,如作为生物探针,药物载体和赋型剂等等。本文将传统的PDT光敏剂铝钛箐,与现今在生物医学领域广泛应用的CdSe量子点及金纳米杆相结合；试图运用纳米颗粒的良好性质在寻找新一代的PDT药物方向上找到新的道路。主要有以下的结果：成功的将酞箐与DHLA包裹的表面带正电的CdSe量子点相连接,并且通过荧光,Zeta电势,TCSPC技术进行了水溶液中连接验证；CdSe量子点成功的将酞箐运载进入细胞,速度远快于游离酞箐：量子点与酞箐在细胞内稳定的连接通过荧光和TCSPC技术分别得到了证明。实现了量子点与酞箐间的能量共振转移,大大加强了酞箐在可见光区域的受激效果。通过平均寿命计算出能量转移效率达到80%。最后MTT效果显示,与量子点的连接大大增强了酞箐的PDT效果。成功的将酞箐与金纳米杆相连接,并通过过滤的方法计算出金纳米杆与酞箐的最佳连接比例为1：1×104。与金纳米杆成功的连接明显增进了酞箐进入细胞的能力,通过表面等离子体共振增强的荧光能力及PDT效果。并且在800fs激光的帮助下,实现了金纳米杆与酞箐聚合物在细胞内的酞箐药物卸载。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 肿瘤光动力治疗概述
• 1.2 水溶性半导体荧光量子点概述及其在生物医学中的应用
• 1.2.1 半导体荧光量子点的基本特性
• 1.2.2 量子点的制备工艺
• 1.2.3 半导体荧光量子点的光学性质
• 1.2.4 量子点与生物分子偶联
• 1.2.5 量子点标记细胞与活体组织
• 1.2.6 量子点荧光共振能量转移过程
• 1.3 金纳米颗粒的概述及其在生物医学中应用
• 1.3.1 金纳米颗粒的基本特性
• 1.3.2 金纳米颗粒的制备方法
• 1.3.2.1 柠檬酸钠还原法
• 1.3.2.2 相转移法
• 1.3.2.3 胶束与反胶束法
• 1.3.2.4 晶种法
• 1.3.3 金纳米颗粒的特性
• 1.3.4 金纳米颗粒在生物医学中的应用
• 1.4 本文结构与内容
• 参考文献
• 第二章 实验方法
• 2.1 CdSe/CdS/ZnS（core/shell/shell）半导体量子点的制备
• 2.2 金纳米杆的制备
• 2.3 细胞培养
• 2.4 荧光显微镜操作
• 2.5 荧光寿命测量:TCSPC技术
• 2.6 MTT细胞增殖及细胞活性测定
• 参考文献
• 第三章 CdSe量子点与AlPcS的偶联及其对AlPcS光动力效果的增进
• 3.1 引言
• 3.2 实验内容及结果
• 3.2.1 酞箐-量子点聚合物的制备
• 3.2.2 铝酞箐-量子点连接验证
• 3.2.2.1 Zeta电势检验
• 3.2.2.2 荧光验证
• 3.2.2.3 荧光寿命测量
• 3.2.3 铝酞箐-量子点聚合物进细胞实验
• 3.2.3.1 铝酞箐-量子点聚合物细胞内荧光共聚焦图像
• 3.2.3.2 铝酞箐-量子点聚合物在细胞内的荧光寿命测量
• 3.2.4 铝酞箐-量子点聚合物的细胞杀伤实验
• 3.2.4.1 MTT测定
• 3.2.4.2 DPBF活性氧测定
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 金纳米杆与AlPcS的偶联及其对AlPcS光动力效果的增进
• 4.1 引言
• 4.2 实验内容及结果
• 4.2.1 铝酞箐-金纳米颗粒聚合物的制备
• 4.2.2 铝酞箐-金纳米杆连接验证
• 4.2.2.1 zeta电势验证
• 4.2.2.2 AlPcS荧光实验验证
• 4.2.2.3 等离子共振AlPcS荧光增强
• 4.2.3 金纳米杆载药功能
• 4.2.3.1 金纳米杆载药进入细胞的能力
• 4.2.3.2 金纳米杆在细胞内对铝酞箐药物的释放
• 4.2.4 铝酞箐-金纳米杆肿瘤细胞PDT效果试验
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的文章