论文部分内容阅读
肿瘤是一种常见疾病,严重威胁着人类的健康与生命安全。然而,传统医学在肿瘤的准确诊断与有效治疗方面仍存在一定的局限性。随着纳米技术的发展,功能化纳米材料的应用对于肿瘤诊断和治疗具有十分重要的意义。一方面,利用具有独特磁信号或光学信号的磁纳米颗粒、量子点、上转换纳米颗粒以及包裹荧光染料纳米颗粒,为肿瘤的早期诊断提供了可能;另一方面,磁纳米颗粒、金纳米颗粒、脂质体纳米颗粒、碳纳米颗粒、介孔二氧化硅纳米颗粒等的介入,促进热疗、化疗等在肿瘤治疗中的应用。在此基础上,通过构建多功能复合纳米材料,同时实现肿瘤的诊断和治疗,将进一步提高纳米材料在肿瘤治疗的应用前景和实际利用价值,是未来纳米技术在医学领域发展的趋势。基于此,本论文瞄准发展多功能纳米材料用于肿瘤的诊疗研究这一方向,分别将具有光热效应的金纳米棒(AuNR)、具有优良载药性能的介孔二氧化硅(mSiO2)和具有独特光学性质的上转换纳米颗粒(UCNP)有机的结合在一起,构建了AuNR封堵的UCNP@mSiO2核壳多功能纳米载体,并利用该多功能纳米载体实现药物的pH控制释放、肿瘤细胞的上转换成像、肿瘤细胞的治疗以及活体水平上的初步成像研究。本工作主要包括以下内容:首先采用经典的高温溶剂法制备了掺杂镱(Yb3+)、铒(Er3+)的UCNP,并在其表面包裹上一层mSiO2,从而获得介孔二氧化硅包裹上转换的核壳纳米颗粒(UCNP@mSiO2)。其中,UCNP内核可实现高灵敏的上转换荧光成像,mSiO2则用于装载药物分子实现对肿瘤的化疗。为了进一步获得颗粒在控制释放和肿瘤多模式治疗的功能,采用银离子介导的种子合成法制备了AuNR用于介孔的封堵和肿瘤的热疗。在中性条件下, AuNR表面电荷约为+17.6mV,UCNP@mSiO2表面电荷约为-40mV,因此AuNR可通过静电作用力吸附在UCNP@mSiO2表面并封堵住介孔。而在酸性条件下,UCNP@mSiO2表面的电负性明显减弱(pH=4时约为-10mV),AuNR与UCNP@mSiO2之间的静电作用力下降,导致AuNR容易从UCNP@mSiO2表面脱离并打开介孔,从而获得pH响应控制释放的功能。另一方面,由于AuNR的表面等离子体共振(SPR)特性,能高效吸收近红外光并转化为热能,从而实现肿瘤的光热治疗。体外及细胞实验结果表明该复合纳米载体具有较好的pH控制释放性能,可被肿瘤细胞吞噬,并在细胞内实现上转换荧光成像、药物释放以及肿瘤细胞的化疗和热疗。活体的初步成像研究结果表明,该载体在活体荧光成像中具有低背景、高信噪比的显著优势,为其进一步在活体水平上的诊疗提供了有力支持。