生物可降解聚氨基酸-金纳米粒子用于多模成像引导的协同化学-光热治疗

摘要

金纳米颗粒由于其独特的表面等离子共振特性，近年来被用作无创光热治疗的一种理想的光热剂。但是金纳米颗粒的不可生物降解性阻碍了其在生物医学方面的应用。本论文中，通过绿色合成方法构建了生物可降解聚氨基酸-金纳米粒子用于肿瘤的化学-光热协同治疗。利用聚谷氨酸与聚精氨酸离子复合物在水相中获得负载化疗药物的单分散纳米磁颗粒，然后利用其表面的氨基原位还原形成约170nm在近红外区域响应的金纳米壳。本文制备的生物可降解聚氨基酸-金纳米粒子可以通过核磁共振、光声和计算机断层扫描三种成像模式精准引导实现高效化学-光热协同肿瘤治疗。该纳米粒子具有如下显著优势:1）纳米粒子表面暴露部分精氨酸的胍基能够与细胞膜表面组分中的磷酸盐、硫酸盐及羧酸盐基团等形成二齿氢键和静电相互作用，从而促进了纳米粒子的细胞吞噬与药物的溶酶体逃逸;2）暴露于近红外光的金纳米颗粒表面等离子共振作用产生热电子共振效应，可以破坏内部聚氨基酸间的静电相互作用，并且促进化疗药物的释放，最终实现了高效协同治疗效果，抑瘤率达到94％;3）最显著的是此纳米粒子在体液中孵育4天后能够彻底降解为约3nm的金颗粒，为有效的体内清除提供了新方法和新途径。综上，本论文通过绿色、简便的方法巧妙设计了生物可降解的多功能聚氨基酸-金纳米粒子，相信该纳米粒子在临床转化方面会具有广阔的应用前景。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 肿瘤的化疗

1．1．1 化疗背景

1．1．2 化疗研究进展

1．1．3 化疗存在的问题

1．2 肿瘤的光热治疗

1．2．1 光热治疗机理

1．2．2 光热治疗研究进展

1．3 生物可降解的光热材料

1．3．1 酶诱导降解

1．3．2 pH诱导的降解

1．3．3 近红外激光诱导降解

1．4 聚氨基酸纳米载体研究进展

1．5 本论文研究背景及目标

1．6 本论文研究意义

第二章 聚氨基酸-金纳米粒子制备及体外性能研究

2．1 实验部分

2．1．1 主要试剂

2．1．3 表征手段

2．1．4 聚氨基酸-金纳米粒子的光热效应测定

2．1．5 聚氨基酸-金纳米粒子体外降解性能研究

2．1．6 DOX体外释放曲线测定

2．1．9 聚氨基酸-金纳米粒子体外细胞高效内吞实验研究

2．2．1 聚氨基酸-金纳米粒子物理化学性质表征

2．2．2 聚氨基酸-金纳米粒子体外降解性能研究

2．2．3 DOX体外释放实验

2．2．4 聚氨基酸-金纳米粒子生物相容性实验

2．2．5 聚氨基酸-金纳米粒子胍基含量检测以及高效内吞实验

2．2．6 聚氨基酸-金纳米粒子溶酶体逃逸实验

2．3 本章小结

第三章 聚氨基酸-金纳米粒子化学-光热协同治疗及多模态成像研究

3．1．3 聚氨基酸-金纳米粒子体内光热升温实验

3．1．5 聚氨基酸-金纳米粒子体内光热化疗协同治疗

3．2 结果与讨论

3．2．1 聚氨基酸-金纳米粒子细胞水平协同化学-光热治疗实验

3．2．2 聚氨基酸-金纳米粒子生物分布研究

3．2．3 聚氨基酸-金纳米粒子体内光热升温实验

3．2．4 聚氨基酸-金纳米粒子体内多模式成像

3．2．5 聚氨基酸-金纳米粒子体内光热化疗协同治疗

3．3 本章小结

第四章 总结与展望

4．1 论文研究内容总结

4．2 本论文内容展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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