碳點（Carbon dots,CDs）作為一類新型的零維納米熒光材料,具有光學性能可調(diào)、易于官能化修飾、良好的生物相容性、低毒性及光熱/光動力治療功能等優(yōu)點,因而在腫瘤診療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應用前景。然而,受限于碳點的小尺寸特性,其很難在腫瘤部位實現(xiàn)有效累積,最終影響碳點的成像與治療效果。此外,碳點的治療功能主要由光誘導的治療模式實現(xiàn),治療效果一定程度上受到光源組織穿透深度等制約。本論文以制備碳點-金屬離子復合材料的思路解決上述問題。論文重點圍繞碳點-金屬離子復合納米材料的制備及其在腫瘤診療領(lǐng)域中的應用展開,主要研究內(nèi)容如下:（1）以紅光碳點（Red emissive carbon dots,RCDs）及二茂鐵二羧酸（Ferrocenedicarboxylic acid,Fc）作為結(jié)構(gòu)單元,通過交聯(lián)反應制備了具有熒光成像及雙模態(tài)協(xié)同治療（包括光熱治療（Photothermal therapy,PTT）和CDT）性能的復合納米粒子（簡寫為:Fc-RCDs）。其中,RCDs具有紅光發(fā)射及延展到近紅外區(qū)域?qū)拸V吸收性能,可以作為熒光成像與光熱治療的中心,發(fā)揮相應的診療功能。Fc能夠基于其自身獨特... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CDs的制備方法：(a)自上而下和自下而上法；(b)用三維石墨烯合成CDs；(c)通過可控溫度的微波輔助加熱合成CDs；(d)通過水熱制備CDs[58]

詬髦終?：桶┫赴?上裰小?CDs被廣泛用于體外成像。由于其可調(diào)的激發(fā)發(fā)射特性，CDs被用作多色納米探針，被不同的激發(fā)波長激發(fā)。R.Bandi等人用含有CDs的培養(yǎng)基(CDs濃度為200mg/mL)孵育人宮頸癌細胞(HeLa)6h，隨后使用激光掃描共聚焦顯微鏡(Laserscanningconfocalmicroscopy，LSCM)在不同的激發(fā)波長條件下研究了CDs的多色熒光發(fā)射。如圖1.2所示，與CDs孵育的HeLa細胞分別在405nm、488nm和561nm的激發(fā)波長下發(fā)出藍色、綠色和紅色的發(fā)射光，而在相同的曝光條件下對照細胞(未進行CDs孵育處理)未觀察到可檢測到的熒光發(fā)射[83]。圖1.2CDs的細胞成像：對照HeLa細胞(a-d)和用CDs孵育處理HeLa細胞(e-h)在明場(a和e)、408nm(b和f)、488nm(c和g)和561nm(d和h)激發(fā)下的共聚焦激光掃描顯微圖像[83]通過熒光成像可探索不同CDs的細胞攝取情況，有關(guān)研究表明細胞攝取的CDs大部分位于細胞質(zhì)中。M.Zhang等人由ATP前驅(qū)體制備的N-P摻雜CDs通過與人肺癌細胞(A549)一起孵育實現(xiàn)了多色成像。在543nm激發(fā)波長激發(fā)下，A549細胞的細胞質(zhì)產(chǎn)生紅色熒光，而A549細胞的細胞核沒有產(chǎn)生任何熒光。這些結(jié)果表明N-P摻雜的CDs與細胞質(zhì)的結(jié)合親和力高于細胞核[84]。A.Kundu等人通過聚乙烯醇的一步碳化法合成了熒光CDs。該CDs的體外細胞攝取研究表明，藍色熒光CDs主要位于HeLa細胞表面[85]。在405nm、488nm和514nm激發(fā)下，攝取CDs的人肝癌細胞(HepG-2)的細胞質(zhì)區(qū)域分別顯示明亮的藍色、綠色和紅色熒光[86]。S.S.Lu等人研究了CDs作為光學納米探針在體外實時活細胞成像中的適用性及其血腦屏障穿透能力。在該研究中，CDs被人腎上皮細胞(293T)攝齲隨著孵育時間的增加，內(nèi)吞后的CDs顯示出更強的藍色熒光發(fā)射，這些結(jié)果表明它們可以穿過細胞

重慶郵電大學碩士學位論文第1章緒論12圖1.3綠色熒光碳點的合成過程和靶向方法：其中分別用(a-d)GCDs處理3h、(e-h)GCDs-FA處理3h和(i-l)GCDs-FA處理12h的MCF-7細胞的熒光顯微圖像，細胞核染成藍色和GCDs-FA發(fā)出綠色熒光，比例尺：10μm[99]M.C.Kim等人合成了被富氮分子鈍化的CDs，例如被N-異丙基丙烯酰胺鈍化的CDs，其QY高達94%，該CDs用于C6膠質(zhì)母細胞瘤細胞的共聚焦生物成像和流式細胞術(shù)分析[103]。W.J.Wang等人使用甘油作為碳源通過一鍋法合成了CDs，并將其用于HeLa細胞和人乳腺癌細胞(MCF-7)的多色成像[104]。CDs也可用于體內(nèi)成像。已經(jīng)有許多CDs被應用于體內(nèi)成像。將紅色發(fā)光CDs(稱為R-CDs)的水溶液皮下注射入小鼠體內(nèi)，然后在535nm激發(fā)和700nm發(fā)射條件下進行熒光成像。在小鼠的注射部位(包括皮膚和組織)觀察到具有良好信噪比的強紅色PL信號[105]。在L.P.Li等人的研究中，將R-CDs瘤內(nèi)注射到了荷瘤小鼠體內(nèi)。注射后，在600nm激發(fā)下進行實時體內(nèi)熒光成像，結(jié)果顯示熒光信號從腫瘤中心向外擴展，表明R-CDs在組織中具有良好的分布能力[106]。G.Gao等人研究了CDs/Fe3+應用于體內(nèi)腫瘤特異性成像的可行性。在該實驗中，將CDs/Fe3+注入帶有皮下U14異種移植瘤的裸鼠的正常組織和腫瘤區(qū)域。注射約1h后，腫瘤區(qū)域CDs/Fe3+的熒光信號強于正常組織[107]�？傊珻Ds有望成為基于細胞成像研究和診斷的候選者。如上所述，對于“裸”CDs(無表面功能化)來說，細胞核中的分布較少；但是，如果適當修飾CDs表面，


本文編號：3142516