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藻蓝蛋白功能化单壁碳纳米角复合物的制备及其近红外光介导的癌症光诊疗

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目录

第一章 绪论

1.1 碳纳米角的研究概况

1.1.1 碳纳米角的合成

1.1.2 碳纳米角的基本结构和性质

1.1.3碳纳米角的功能化

1.2 藻蓝蛋白的研究概况

1.2.1 藻蓝蛋白的提取和纯化

1.2.2 藻蓝蛋白的结构和性质

1.2.3 藻蓝蛋白的应用

1.3光治疗研究进展

1.3.1 光动力治疗

1.3.2 光热治疗

1.3.3 联合光治疗

1.4 本文选题思路及研究意义

参考文献

第二章 藻蓝蛋白@碳纳米角复合物的制备和表征

2.1 引言

2.2 实验材料

2.2.1 主要实验仪器

2.2.2 材料与试剂

2.3 实验过程与方法

2.3.1 藻蓝蛋白@碳纳米角复合物的制备

2.3.2 功能化效率测试

2.3.3 水分散性测试

2.3.4 丁达尔效应测试

2.3.5 透射电子显微镜测试

2.3.6 水动力尺寸测试

2.3.7 傅里叶变换红外测试

2.3.8 拉曼光谱测试

2.3.9 圆二色光谱测试

2.3.10 荧光光谱测试

2.3.11 紫外–可见–近红外吸收光谱测试

2.3.12 抗血浆蛋白吸附测试

2.3.13 光热效果测试

2.3.14 光稳定性测试

2.3.15 活性氧测试

2.3.16 数据统计分析

2.4 结果与讨论

2.4.1 功能化效率

2.4.2 水分散性和丁达尔效应

2.4.3 透射电子显微镜表征

2.4.4 动态光散射测试

2.4.5 傅里叶变换红外光谱

2.4.6 拉曼光谱测试

2.4.7 圆二色光谱测试

2.4.8 紫外-可见-近红外吸收光谱测试

2.4.9 荧光光谱测试

2.4.10 抗血浆蛋白吸附测试

2.4.11 光热效果测试

2.4.12 光稳定性测试

2.4.13 活性氧测试

2.5 本章小结

参考文献

第三章 藻蓝蛋白@碳纳米角复合物的光诊疗研究

3.1 引言

3.2 实验材料

3.2.1 主要实验仪器

3.2.2 材料与试剂

3.2.3 实验所用细胞及动物品系

3.3 实验过程与方法

3.3.1 细胞内活性氧测试

3.3.2细胞活力测定

3.3.3 死活细胞染色

3.3.4 细胞拉曼测试

3.3.5 光声成像测试

3.3.6 体内热成像和抗肿瘤活性测试

3.3.7 组织病理学分析

3.3.8 生物分布

3.3.9 血常规和血生化测试

3.3.10 数据统计分析

3.4 结果与讨论

3.4.1 细胞内活性氧测试

3.4.2 细胞活力测定

3.4.3 死活细胞染色

3.4.4 细胞内拉曼测试

3.4.5 光声成像测试

3.4.6 体内热成像测试

3.4.7 抗肿瘤活性测试

3.4.8 组织病理学分析

3.4.9 生物分布

3.4.10 血常规和血生化测试

3.5 本章小结

参考文献

第四章 全文总结和展望

硕士期间发表的学术论文和研究成果

致谢

声明

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摘要

单壁碳纳米角(Single-wall carbon nanohorns,SWNHs)因其独特的物理和化学性质,在近红外光介导光诊疗中的应用倍受关注。然而SWNHs自身存在一定的缺陷,例如:水分散性差、血浆蛋白的吸附以及治疗功能单一等,使其在生物医学中的应用受到限制。藻蓝蛋白(Phycocyanin,PC)是一种在光激发下能产生活性氧从而进行光动力治疗的光敏剂,具有良好的水溶性。但由于PC的不稳定性,使其光治疗领域的应用相对滞后。基于以上思路,本工作通过一步法制备了水溶性的PC@SWNHs纳米复合物,探究了PC@SWNHs复合物在近红外光诊疗中的应用。具体研究内容如下: 第一章:简要综述了SWNHs和PC的结构、性质、功能及其应用概况,介绍了近期光治疗领域(包括光热治疗、光动力治疗及其联合治疗)的研究进展,并提出了本论文选题思路和研究意义。 第二章:采用一步法制备了水分散性好的PC@SWNHs纳米复合物。实验采用透射电子显微镜、紫外-可见光谱、拉曼光谱、荧光光谱等对PC@SWNHs的性质进行表征。深入探讨了SWNHs与PC之间的纳米界面相互作用,并进一步研究了PC@SWNHs的光热转换能力、光热稳定性以及活性氧产生机理,实验结果表明PC@SWNHs纳米复合物在光热治疗和光动力治疗应用上具有良好的应用潜力。 第三章:生物医学研究表明,通过非共价界面相互作用在SWNHs表面形成的PC蛋白冠,改善了SWNHs的水溶性,并保护它们免受血浆蛋白质吸附。PC优异的活性氧产生能力弥补了SWNHs治疗功能单一的缺点。SWNHs不仅赋予了复合物光热治疗功能,而且还增强了PC的光稳定性。研究表明PC@SWNHs复合物具有出良好的生物相容性。通过MTT实验以及死活细胞染色实验证实了PC@SWNHs复合物具有优异的近红外介导的光热/光动力协同光治疗效果。通过动物实验,证实了PC@SWNHs复合物良好的近红外介导的光热/光动力协同肿瘤治疗。此外,PC@SWNHs复合物还能对体内肿瘤进行热成像和光声成像,对肿瘤的即时治疗情况进行监控。因此,本工作为开发多功能纳米光诊疗剂提供了一种新的思路。

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