金納米棒的精確調控及其在生物醫(yī)學研究中的應用
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【摘要】:作為金屬納米顆粒重要代表,金納米棒因其特殊的光學性質熱學性質以及生物相容性,已經被廣泛運用于生物傳感生物醫(yī)學成像以及生物醫(yī)學治療等領域然而在金納米棒的運應用中,也出現(xiàn)了一些問題,主要表現(xiàn)在兩個方面:一是到目前為止,雖然已有多種合成金納米棒的方法,但是要合成具有特定等離子共振吸收峰的金納米棒仍具有挑戰(zhàn);二是在金納米棒使用過程中,也遇到了一些問題,如在復雜的環(huán)境中,不能充分發(fā)揮其優(yōu)勢 本論文圍繞以上問題進行研究,在借鑒前人成功研究的方法的基礎上,開展了以下工作: 1在第二章中,我們利用NaNO2作為氧化劑,在NH4Br和HCl輔助下,對金納米棒進行了氧化調控采用UV-Vis光譜儀考察了以上三種試劑對金納米棒氧化反應速率的影響,發(fā)現(xiàn)增加這三種試劑的量都會引起氧化反應速率的增加,并推導出整個氧化反應方程式為了對合成的金納米棒進行精確調控,我們對反應方程式做了簡化處理并推導出用于調控金納米棒的公式,結果顯示,在氧化反應過程中,金納米棒的長軸吸收峰與亞硝酸的濃度成線性關系,與反應時間成一級動力學關系根據(jù)實驗中推導的公式,通過對亞硝酸濃度調節(jié)以及反應時間的控制,實現(xiàn)了對金納米棒長軸吸收峰的精確調控,且獲得的產物金棒維持了原始金棒的外形以及單分散性 2在第三章中,我們研究了不同尺寸的金納米棒對抗癌藥ICG產生活性氧的促進作用首先,我們研究了金納米棒對抗癌藥ICG以及活性氧測量試劑S36002的影響,發(fā)現(xiàn)金納米棒對熒光具有抑制作用,而在光照條件下,能夠促進ICG產生更多的活性氧最后,探索了不同尺寸的金納米棒材料對ICG產生活性氧的影響,發(fā)現(xiàn)離ICG最大吸收峰最近的812nm金納米棒的促進效果最好 3基于第三章的發(fā)現(xiàn),在第四章中,我們合成了810.5nm金納米棒,為提高金納米棒的光熱穩(wěn)定性以及提高其對ICG的載藥量,避免ICG在進入細胞后被清除掉,我們合成了金納米棒復合材料GNR@SiO2,通過對比GNR與GNR@SiO2兩種材料對細胞的影響以及進入細胞量,,發(fā)現(xiàn)GNR@SiO2更能夠進入細胞,且毒害作用更小最后,我們做了單獨的光熱治療和藥療與聯(lián)合治療的對比,發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療的效果遠遠好于單一療法
【關鍵詞】:金納米棒 氧化調控 長徑比 等離子共振 光熱治療 光動力治療
【學位授予單位】:湖南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R318.08;TB383.1
【目錄】:
- 摘要5-7
- Abstract7-12
- 第1章 緒論12-24
- 1.1 引言12-13
- 1.2 金納米棒的合成13-14
- 1.2.1 模板法13
- 1.2.2 電化學法13-14
- 1.2.3 光化學法14
- 1.2.4 種子生長法14
- 1.2.5 其他的方法14
- 1.3 金納米棒的光學性質14-15
- 1.4 金納米棒長軸吸收峰的調控15-16
- 1.5 金納米棒的表面修飾16-17
- 1.6 研究金納米顆粒的幾種主要技術手段17-20
- 1.6.1 紫外可見(UV-vis)吸收光譜17-18
- 1.6.2 透射電子顯微鏡18-19
- 1.6.3 暗場顯微成像19-20
- 1.6.4 熒光顯微成像20
- 1.7 金納米棒在生物醫(yī)學領域的應用20-23
- 1.7.1 金納米棒在生物成像中的應用20-21
- 1.7.2 金納米棒在癌癥治療中的應用21-22
- 1.7.3 金納米棒在藥物傳輸和控制釋放中的應用22-23
- 1.4 本論文研究構想23-24
- 第2章 通過氧化反應精確調控金納米棒的長軸等離子共振24-35
- 2.1 前言24-25
- 2.2 實驗部分25-26
- 2.2.1 材料和試劑25
- 2.2.2 金納米棒的合成25
- 2.2.3 通過調控 NaNO_2的量調控金納米棒的 LSPR25-26
- 2.2.4 通過控制反應時間精確調控 GRN 的 LSPR26
- 2.2.5 通過控制反應時間調控金納米棒公式中 A B 值計算方法26
- 2.2.6 通過控制反應時間精確調控金納米棒26
- 2.3 結果與討論26-34
- 2.3.1 氧化反應的理論基礎26-28
- 2.3.2 不同濃度反應物對反應速率的影響28
- 2.3.3 氧化反應的終止方式28
- 2.3.4 金納米棒的 LSPR 變化值與 NaNO_2以及反應時間的關系式推導28-31
- 2.3.5 通過調控亞硝酸鈉的濃度來調節(jié)金棒 LSPR31-33
- 2.3.6 通過調控氧化反應時間調節(jié)金棒 LSPR33-34
- 2.4 小結34-35
- 第3章 不同尺寸的金納米棒對抗癌藥 ICG 產生活性氧的促進作用35-43
- 3.1 前言35-36
- 3.2 實驗部分36-38
- 3.2.1 材料和試劑36
- 3.2.2 藥品的配置36-37
- 3.2.3 金納米棒的合及表征37
- 3.2.4 利用 H2O_2氧化獲得具有不同 LSPR 的金納米棒37
- 3.2.5 金納米對熒光的抑制作用37
- 3.2.6 金納米棒對 ICG 產生活性氧的促進作用37
- 3.2.7 過氧化氫對實驗的影響37-38
- 3.2.8 不同尺寸金納米材料對 ICG 產生活性氧的影響38
- 3.3 結果與討論38-42
- 3.3.1 金納米棒對熒光的抑制作用38
- 3.3.2 金納米棒對 ICG 產生活性氧的促進作用38-41
- 3.3.3 不同尺寸金納米棒對 ICG 產生活性氧的影響41-42
- 3.4 小結42-43
- 第4章 金納米棒復合材料 GNR@SiO_2的合成以及在光熱與光動力聯(lián)合治療癌細胞中的應用43-52
- 4.1 前言43-44
- 4.2 實驗部分44-45
- 4.2.1 儀器和試劑44
- 4.2.2 金納米棒的合成及其復合材料 GNR@SiO_2的合成44
- 4.2.3 金納米棒復合材料 GNR@SiO_2吸附 ICG以及吸附量的計算44-45
- 4.2.4 GNR 以及其復合材料 GNR@SiO_2進入細胞量的研究45
- 4.2.5 實驗中對于激光照射時間的探索45
- 4.2.6 單獨光熱治療光動力治療與二者聯(lián)合治療效果對比45
- 4.3 結果與討論45-50
- 4.3.1 金納米棒的制備以及 GNR@SiO_2的制備45-48
- 4.3.2 金納米棒復合材料 GNR@SiO_2吸附 ICG 以及吸附量的計算48
- 4.3.3 GNR 以及 GNR@SiO_2進入細胞研究48-49
- 4.3.4 實驗中對于激光照射時間的探索49
- 4.3.5 單獨光熱治療光動力治療與二者聯(lián)合治療效果對比49-50
- 4.4 小結50-52
- 結論52-53
- 參考文獻53-62
- 附錄 A 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄62-63
- 致謝63
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