【摘要】：背景:骨組織在不斷更新改建中維持著動(dòng)態(tài)平衡,成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞為其主要執(zhí)行參與者。在口腔臨床應(yīng)用中,骨量丟失多由牙周炎、腫瘤和外傷等原因?qū)е�。牙槽骨的代謝和組織改建是人身體內(nèi)所有骨骼中最為活躍的。當(dāng)牙周炎等原因侵襲牙槽骨時(shí),引起骨吸收的同時(shí)牙支持組織也相繼喪失,牙齒松動(dòng)度也逐漸增大,最終牙齒脫落或者被動(dòng)拔除。這些對(duì)于患者來(lái)說(shuō),不僅影響其生理功能如咀嚼、發(fā)音等,還影響其身心健康。然而,目前的骨缺損相關(guān)治療方法還伴隨著一些弊端,例如不可避免的供體部位缺損、來(lái)源有限及免疫反應(yīng)等不足。因此,急需尋找一種新的骨再生材料。熒光碳點(diǎn)(carbon dots,CDs)是一種光活性納米材料,其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、粒徑小、毒性小和穿透率強(qiáng),近年來(lái)備受學(xué)者們廣泛關(guān)注。本研究探討葡萄糖酸鋅碳點(diǎn)在細(xì)胞成像及其體外促進(jìn)成骨分化作用中的效果,為進(jìn)一步開(kāi)展葡萄糖酸鋅碳點(diǎn)的生物學(xué)應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)。方法:1.碳點(diǎn)的合成:采用一步水熱法,以葡萄糖酸鋅作為原料合成葡萄糖酸鋅碳點(diǎn)。2.碳點(diǎn)的表征:通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)觀(guān)察碳點(diǎn)的尺寸、形貌,傅立葉變換得到樣品紅外光譜(FT-IR),熒光光譜儀掃描獲取樣品的熒光光譜。3.碳點(diǎn)的細(xì)胞毒性檢測(cè):將小鼠前成骨細(xì)胞系MC3T3-E1與梯度濃度碳點(diǎn)(0、0.01、0.1、1、10、100、1000μ g/mL)浸提液共培養(yǎng)。通過(guò)MTT法考察碳點(diǎn)的細(xì)胞毒性。4.碳點(diǎn)的細(xì)胞攝取率檢測(cè):通過(guò)流式細(xì)胞技術(shù)定量分析MC3T3-E1細(xì)胞對(duì)碳點(diǎn)的攝取情況。5.碳點(diǎn)的熒光成像:應(yīng)用激光共聚焦成像觀(guān)察最佳使用濃度下MC3T3-E1細(xì)胞的成像特點(diǎn)。6.梯度濃度碳點(diǎn)的促成骨活性檢測(cè):將MC3T3-E1細(xì)胞與梯度濃度碳點(diǎn)(0、0.01、0.1、1、10、100μg/mL)浸提液共培養(yǎng)3,7和14天,通過(guò)應(yīng)用堿性磷酸酶試劑盒檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)堿性磷酸酶表達(dá)情況和qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)成骨相關(guān)基因mRNA表達(dá)。并在共培養(yǎng)21天后,通過(guò)茜素紅染色檢測(cè)礦化程度。結(jié)果:1.碳點(diǎn)的合成及表征:TEM結(jié)果表明成功合成5.25 nm的碳點(diǎn),FT-IR結(jié)果表明主要由羥基和羧基基團(tuán)構(gòu)成碳點(diǎn)的表面,熒光光譜表明碳點(diǎn)的激發(fā)、發(fā)射光譜廣泛。2.碳點(diǎn)的毒性:MTT結(jié)果顯示碳點(diǎn)濃度在100 μg/mL以下,細(xì)胞毒性不明顯。3.碳點(diǎn)的攝取率:流式細(xì)胞分析結(jié)果顯示,100 μg/mL碳點(diǎn)處理6h后,細(xì)胞攝取率高達(dá)95%以上并穩(wěn)定維持,表明碳點(diǎn)能有效被MC3T3-E1細(xì)胞攝入。4.碳點(diǎn)熒光成像結(jié)果顯示:MC3T3-E1細(xì)胞可以呈現(xiàn)藍(lán)色、綠色和紅色的熒光圖像。5.促成骨分化活性相關(guān)檢測(cè)結(jié)果:第3、7和14天時(shí),堿性磷酸酶相應(yīng)活性隨碳點(diǎn)濃度的增加而升高;Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2基因(Runx2)、堿性磷酸酶基因(Alp)和骨鈣素基因(Ocn)表達(dá)也隨碳點(diǎn)劑量的增加而升高;第21天時(shí),茜素紅染色結(jié)果顯示各濃度碳點(diǎn)鈣結(jié)節(jié)量均比對(duì)照組多,也呈劑量依賴(lài)性。結(jié)論:1.合成的葡萄糖酸鋅碳點(diǎn)的平均尺寸為5.25 nm,具有激發(fā)波長(zhǎng)依賴(lài)特性的球形碳納米顆粒。2.葡萄糖酸鋅碳點(diǎn)生物相容性良好,能夠被MC3T3-E1細(xì)胞有效攝取,并能激發(fā)呈現(xiàn)多色熒光圖像。3.葡萄糖酸鋅碳點(diǎn)對(duì)MC3T3-E1細(xì)胞具有促成骨分化作用。
【圖文】：

３．１碳點(diǎn)的表征逡逑３．１．１碳點(diǎn)的大小形態(tài)及分布逡逑ＴＥＭ觀(guān)察可見(jiàn)碳點(diǎn)是仿球形顆粒，且分散均勻（圖３．１）。隨機(jī)選�。担皞�(gè)逡逑碳點(diǎn)，通過(guò)Ｎａｎｏ邋Ｍｅａｓｕｒｅｒ軟件計(jì)算直徑，其粒徑約為５．２５邋ｎｍ。ＨＲＴＥＭ觀(guān)察可逡逑見(jiàn)碳點(diǎn)具有晶格條紋，且晶格間距為０．２０邋ｎｍ，與石墨結(jié)構(gòu)晶格間距相近。逡逑圖３．１碳點(diǎn)的（Ａ）邋ＴＥＭ和（Ｂ）邋ＨＲＴＥＭ照片，虛線(xiàn)圓圈內(nèi)為碳點(diǎn)逡逑３．１．２邋ＦＴ－ＩＲ邋結(jié)果逡逑從ＦＴ－ＩＲ中（圖３．２）可以看出，碳點(diǎn)表面不僅有羥基，還有羧基官能團(tuán)，逡逑３５００邋ｃｍ－１左右處與０－Ｈ的伸縮振動(dòng)峰對(duì)應(yīng)，１５００邋ｃｍ－１左右處與Ｃ＝０的振動(dòng)峰逡逑對(duì)應(yīng)，１０００邋ｃｍ－１左右處與Ｃ－０的伸縮振動(dòng)峰對(duì)應(yīng)，這些基團(tuán)賦予了碳點(diǎn)良好的逡逑水溶性和進(jìn)一步表面修飾的可能性，使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)⒕哂懈玫膽?yīng)用前逡逑里逡逑0逡逑１２逡逑

３００邋ｎｍ￣４００邋ｎｍ代表對(duì)應(yīng)的激發(fā)波長(zhǎng)，每一條激發(fā)波長(zhǎng)光譜在橫坐標(biāo)上具有其相逡逑對(duì)應(yīng)的發(fā)射波長(zhǎng)。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)為３６０邋ｎｍ時(shí)，碳點(diǎn)溶液具有最佳發(fā)射效應(yīng)，其發(fā)逡逑射波長(zhǎng)為４５０邋ｎｍ邋（圖３．３）。逡逑■■■■■＇邐３００逡逑ｒ＼邋—ｉｉ°0逡逑函逡逑３５０邐４００邐４５０邐５００邐５５０邐６００邐６５０逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋（ｎｍ）逡逑圖３．３碳點(diǎn)的光譜結(jié)果逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：R78

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本文編號(hào)：2609725