【摘 要】
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作为80年代中期发展起来的纳米材料,随着科技水平不断提高,在医学和药学领域得到了巨大发展。其中,贵金属(Au、Ag)纳米材料大的表面积、可调谐材料特性和强信号输出的特点,这些优异的特点使其具有优良的物理、化学、光学性能,因此被广泛用于生物传感分析、生物成像、疾病诊断以及纳米载药体系等。荧光纳米粒子有助于提高生物成像的时空分辨率。先进的显微镜技术需要非常明亮的荧光纳米粒子,它既表现出稳定的发射,用于
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作为80年代中期发展起来的纳米材料,随着科技水平不断提高,在医学和药学领域得到了巨大发展。其中,贵金属(Au、Ag)纳米材料大的表面积、可调谐材料特性和强信号输出的特点,这些优异的特点使其具有优良的物理、化学、光学性能,因此被广泛用于生物传感分析、生物成像、疾病诊断以及纳米载药体系等。荧光纳米粒子有助于提高生物成像的时空分辨率。先进的显微镜技术需要非常明亮的荧光纳米粒子,它既表现出稳定的发射,用于单粒子跟踪,又可以表现闪烁(开关),用于超分辨率成像。本论文主要介绍了2 nm左右金、银纳米颗粒以及金纳米复合丝素膜的制备过程,利用荧光分析检测等手段对金纳米材料温度传感、荧光染料包覆银纳米颗粒稳定性及它们在成像中的应用进行了研究。主要内容如下:1、不同发射波长的金纳米颗粒的合成。基于报道的2 nm球形发光Au NPs,以还原型谷胱甘肽(GSH)作为配体,采用一锅合成法合成800 nm单发射的GSAu NPs。反应采用相同浓度、反应时间,通过控制反应合成的温度,对反应进行优化,制备了610 nm、800 nm单发射和610 nm、800 nm双发射的GS-Au NPs。利用高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、荧光光谱、紫外分光光度计(UV)和圆二色谱(CD)表征所得GS-Au NPs的形貌和性能特征。合成的GS-Au NPs尺寸为2 nm左右,紫外-可见吸收光谱在200-800 nm波长范围内无明显吸收峰。双发射的GS-Au NPs在p H=5-9范围内具有p H响应;800 nm单发射GS-Au NPs在10-60°C范围内具有良好的温度响应。800 nm处的荧光强度与温度呈线性关系,温度响应在温度范围内具有可逆性。2、制备金纳米复合丝素蛋白膜(Au NPs-SFF),并对该复合材料进行体内、体外温度性能的研究。利用蚕丝蛋白膜在生物体内相容性好,可随时间降解的特性,与上述在近红外区具有温度响应的GS-Au NPs相结合构建Au NPs-SFF作为可植入生物体内的温度传感器,实现对生物体温度的非接触式监测。制备的复合丝素蛋白膜具有极佳的韧性和透明度。10-60°C范围内,Au NPs-SFF具有良好的温度响应,同时具备可逆性。Au NPs-SFF植入到Balb/c小鼠背部,未观察到明显生物毒性。体内成像和生物分布表明该复合膜可作为温度传感器植入生物体中。3、罗丹明修饰银纳米颗粒(TG-Ag NPs)的稳定性研究和体内成像研究。我们在已有GSH为配体合成的2 nm肾清除型GS-Ag NPs基础上,通过EDC-NHS耦合反应将染料分子NHS-TAMRA包覆在GS-Ag NPs上合成TG-Ag NPs。室温条件下TG-Ag NPs在p H=7和9时,放置83天颗粒均未发现发生团聚现象。TG-Ag NPs在120天时依然可以保持稳定。注射到小鼠体内后,TG-Ag NPs比荧光染料在体内滞留时间长,随时间延长TG-Ag NPs经尿液排出,体内荧光成像强度减弱。TG-Ag NPs由于其优越的稳定性和生物相容性和可加工性,有望用于肿瘤诊断和治疗。
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