本文關鍵詞：近紅外光介導的石墨烯基復合藥物的構建及其抗癌效應研究

  更多相關文章： 光熱治療 光動力治療 氧化石墨烯 近紅外光 協(xié)同治療

【摘要】：傳統(tǒng)的癌癥治療方法存在諸多不足,開發(fā)一種新的非傳統(tǒng)高效治療方法迫在眉睫。光熱治療(Photothemal therapy,PTT)與光動力治療(Photodynamic therapy,PDT)是分別基于光熱效應和光化學反應的兩種新型癌癥療法,以選擇性、微創(chuàng)性和高效性著稱;尤其是近紅外光(Near-infrared light,NIR)介導的PTT與PDT,因NIR的生物組織吸收少、穿透力強而備受關注。另一方面,納米氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)以其優(yōu)異的物理化學性質,如良好的生物相容性,巨大的表面積,豐富的含氧基團,易于修飾和功能化等優(yōu)點,在生物醫(yī)學領域顯示誘人的應用前景。因此,研究NIR響應的基于GO的納米復合藥物,用于PTT與PDT聯(lián)合高效非侵襲性治療,必將成為一種新穎的癌癥治療策略,具有重要的研究意義和應用前景。本課題以GO為載體,通過水熱法合成NIR響應的GO-CuS納米復合物,并利用兩親性聚合物二硬脂酰磷脂酰聚乙二醇(mPEG-DSPE)進一步穩(wěn)定GO-CuS納米復合物;透射電鏡、原子力顯微鏡、熱重分析、X-射線衍射、能譜分析及紫外可見近紅外吸收光譜等表征結果顯示CuS NPs較均勻的分散在GO上,粒徑約15nm,主要為六面體晶體結構;PEG/GO-CuS的厚度約為30-40nm;與GO相比PEG/GO-CuS在近紅外區(qū)具有更強烈的吸收,在940nm激光照射下具有顯著的光熱轉換效應。進一步PEG/GO-CuS能夠通過?-?作用力高效地負載近紅外光敏劑吲哚菁綠(ICG),載藥率可達到180%;ICG負載后熒光發(fā)生淬滅,但在808nm近紅外激光照射下,復合藥物PEG/GO-CuS/ICG仍然能夠有效地產生單線態(tài)氧。借助于ICG本身熒光,通過共聚焦顯微鏡發(fā)現PEG/GO-CuS/ICG能夠快速有效的跨過細胞膜進入細胞,該跨膜方式主要為非能量依賴的被動擴散,進入細胞后主要分布于細胞線粒體內。體外生物實驗研究表明,在一定濃度范圍內復合藥物對乳腺癌細胞MCF-7沒有明顯影響;在940nm、808nm激光照射下PEG/GO-CuS/ICG對MCF-7細胞顯示了明顯的PTT、PDT抗癌活性,與單獨的PTT、PDT相比,聯(lián)合使用兩種波長激光處理MCF-7后,具有顯著的協(xié)同殺細胞作用。本課題研究表明該復合納米藥物PEG/GO-CuS/ICG制備容易,穩(wěn)定性高,具有較高的NIR光熱效應,能有效產生單線態(tài)氧,在NIR介導的腫瘤PTT和PDT協(xié)同治療中具有潛在的應用價值,為腫瘤的治療提供一種新的方法。
【關鍵詞】：光熱治療 光動力治療 氧化石墨烯 近紅外光 協(xié)同治療
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R943;R96
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 光熱治療13-14
• 1.2 光動力治療14-16
• 1.3 氧化石墨烯16-17
• 1.4 硫化銅納米粒子17
• 1.5 吲哚菁綠17-18
• 1.6 本課題的研究思路18-20
• 第二章 PEG/GO-CuS/ICG復合納米藥物的合成與表征20-35
• 2.1 引言20
• 2.2 實驗材料20-21
• 2.2.1 主要試劑20
• 2.2.2 主要溶液的配制20-21
• 2.2.3 主要儀器和設備21
• 2.3 實驗方法21-25
• 2.3.1 氧化石墨烯的預處理21-22
• 2.3.2 PEG/GO-CuS的制備22
• 2.3.3 PEG/GO-CuS負載光敏劑吲哚菁綠22
• 2.3.4 PEG/GO-CuS的表征22-23
• 2.3.4.1 高分辨透射電鏡表征22-23
• 2.3.4.2 原子力顯微鏡表征23
• 2.3.4.3 光譜學性質表征23
• 2.3.4.4 能譜元素及X射線衍射分析23
• 2.3.4.5 熱重分析23
• 2.3.5 PEG/GO-CuS/ICG的表征23-25
• 2.3.5.1 光譜學性質23-24
• 2.3.5.2 ICG的載藥量與包封率的測定24
• 2.3.5.3 表面Zeta電位檢測24
• 2.3.5.4 復合藥物的穩(wěn)定性試驗24-25
• 2.4 實驗結果與討論25-34
• 2.4.1 PEG/GO-CuS的表征25-29
• 2.4.1.1 PEG/GO-CuS的形貌表征25-27
• 2.4.1.2 PEG/GO-CuS的紫外-可見-近紅外吸收光譜表征27
• 2.4.1.3 GO-CuS的能譜分析及X射線衍射光譜分析27-29
• 2.4.1.4 PEG的熱重和穩(wěn)定性分析29
• 2.4.2 PEG/GO-CuS/ICG的表征29-34
• 2.4.2.1 紫外吸收光譜與熒光發(fā)射光譜表征PEG/GO-CuS/ICG29-31
• 2.4.2.2 ICG載藥量與包封率的測定31-32
• 2.4.2.3 復合粒子的表面Zeta電位檢測32
• 2.4.2.4 復合粒子的穩(wěn)定性實驗32-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第三章 復合藥物的光熱轉換效應和單線態(tài)氧測定35-42
• 3.1 引言35
• 3.2 實驗材料35-36
• 3.2.1 主要試劑35
• 3.2.2 主要溶液的配制35
• 3.2.3 主要儀器和設備35-36
• 3.3 實驗方法36-37
• 3.3.1 PEG/GO-CuS光熱轉換實驗36
• 3.3.2 PEG/GO-CuS光穩(wěn)定性實驗36
• 3.3.3 PEG/GO-CuS/ICG的單線態(tài)氧產生實驗36-37
• 3.4 實驗結果與討論37-41
• 3.4.1 PEG/GO-CuS的光熱轉換37-39
• 3.4.2 PEG/GO-CuS的光熱穩(wěn)定性39
• 3.4.3 PEG/GO-CuS/ICG的單線態(tài)氧產生39-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第四章 PEG/GO-CuS/ICG的跨膜運輸和亞細胞分布研究42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 實驗材料42-43
• 4.2.1 主要試劑42
• 4.2.2 主要溶液的配制42-43
• 4.2.3 主要儀器和設備43
• 4.3 實驗方法43-46
• 4.3.1 MCF-7 細胞的培養(yǎng)43-44
• 4.3.1.1 MCF-7 細胞的復蘇43-44
• 4.3.1.2 MCF-7 細胞的消化傳代與接板44
• 4.3.1.3 MCF-7 細胞的凍存保種44
• 4.3.2 納米復合藥物的跨細胞膜運輸實驗44-45
• 4.3.3 納米復合藥物在細胞內的亞細胞分布實驗45
• 4.3.4 納米復合藥物的跨膜運輸機制研究45-46
• 4.4 實驗結果與討論46-51
• 4.4.1 PEG/GO-CuS/ICG復合藥物的跨細胞膜運輸46-48
• 4.4.2 PEG/GO-CuS/ICG在細胞內的亞細胞分布48-49
• 4.4.3 PEG/GO-CuS/ICG跨膜運輸的機制49-51
• 4.5 本章小結51-52
• 第五章 PEG/GO-CuS/ICG復合藥物在體外光熱協(xié)同光動力治療效應研究52-65
• 5.1 引言52
• 5.2 實驗材料52-53
• 5.2.1 主要試劑52
• 5.2.2 主要溶液的配制52-53
• 5.2.3 主要儀器和設備53
• 5.3 實驗方法53-57
• 5.3.1 MCF-7 細胞的培養(yǎng)53-54
• 5.3.2 復合藥物的細胞毒性實驗54
• 5.3.3 復合藥物對癌細胞的體外PTT、PDT及其協(xié)同抗癌效應研究54-56
• 5.3.3.1 不同濃度下粒子的體外PTT效應54-55
• 5.3.3.2 不同激光功率密度下復合藥物的體外PTT效應55
• 5.3.3.3 不同激光功率密度下復合藥物的體外PDT效應55
• 5.3.3.4 復合藥物的體外PTT協(xié)同PDT的抗腫瘤效應分析55-56
• 5.3.3.5 Calcein AM/PI雙染色法檢測協(xié)同抗腫瘤效應56
• 5.3.4 細胞內活性氧檢測56-57
• 5.4 實驗結果與討論57-64
• 5.4.1 復合藥物的細胞毒性57
• 5.4.2 復合藥物的體外PTT效應57-59
• 5.4.3 復合藥物的體外PDT效應59-60
• 5.4.4 復合藥物的體外PTT與PDT的協(xié)同效應60-62
• 5.4.5 細胞內單線態(tài)氧檢測62-64
• 5.5 本章小結64-65
• 第六章 總結和展望65-66
• 6.1 全文總結65
• 6.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-71
• 攻讀碩士學位期間取得的成果71-72

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本文編號：525933