功能納米材料的表面修飾及其在生物成像與藥物運(yùn)輸中的應(yīng)用.pdf

1、各種功能納米材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用，這要求納米材料水中穩(wěn)定分散，尺寸合適，對(duì)生物無(wú)毒。但另一方面，為得到性能更強(qiáng)的無(wú)機(jī)納米材料，無(wú)機(jī)納米晶多在高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑中合成，表面多為疏水配體。為使這些性能各異的納米材料得以應(yīng)用到生物成像和藥物運(yùn)輸?shù)壬镝t(yī)藥領(lǐng)域，需要得到水溶性的納米材料。本論文圍繞水溶性納米顆粒合成、疏水納米材料的表面修飾及其在細(xì)胞成像、體內(nèi)藥物追蹤和可控藥物釋放展開(kāi)，取得以下主要進(jìn)展:
　　1、為改善磁共振成像效果

2、，我們發(fā)展了一種水熱合成法制備Fe3O4磁共振成像對(duì)比劑。利用水作溶劑，一鍋合成氧化葡聚糖包覆的親水磁性納米顆粒。所得磁流體水中分散性好，生物相容性?xún)?yōu)良，且由于其表面氧化葡聚糖豐富的羧基，可作進(jìn)一步生物偶聯(lián)用于靶向檢測(cè)。這些納米顆粒尺寸小于10 nm，飽和磁化率高，細(xì)胞毒性低，并具有極高的T2衡量的磁共振成像信號(hào)強(qiáng)度(r2=250.5mM-1 s-1，3.7倍于商品化產(chǎn)品SHU555C)。這些特性可應(yīng)用于抗體磁分離和磁共振成像。

3、　　2、為使疏水功能納米材料可應(yīng)用到生物醫(yī)藥領(lǐng)域，我們發(fā)展了一種綠色、通用的納米顆粒表面修飾方法。我們利用聚氨基酸對(duì)形貌、尺寸和組分各異的疏水納米晶（包括Ag、Fe3O4、ZnS、LaF3、NaYF4等）進(jìn)行修飾，通過(guò)調(diào)節(jié)pH值，能夠可控制備單個(gè)顆粒和含有不同種類(lèi)納米晶的多功能納米復(fù)合球，無(wú)聚集、無(wú)沉淀，方法簡(jiǎn)便、通用、廉價(jià)。得益于聚氨基酸的包覆，這些納米晶水中穩(wěn)定分散、生物相容性好、可與其它生物或化學(xué)組分偶聯(lián)。同時(shí)，它們的形貌、尺寸、

4、光學(xué)或磁學(xué)性質(zhì)得以很好地保留，后續(xù)生物應(yīng)用不受影響。這一方法簡(jiǎn)易、通用，為疏水納米顆粒的表面修飾提供了一種新途徑。細(xì)胞成像結(jié)果證明這些聚氨基酸包覆的納米顆粒在生物醫(yī)藥領(lǐng)域有較大潛力。
　　3、為改善疏水抗癌藥物的體內(nèi)循環(huán)狀況并使其靶向到達(dá)腫瘤，可控釋放以提高療效，我們發(fā)展了一種pH響應(yīng)釋放的抗癌藥紫杉醇納米膠囊的制備方法。我們對(duì)生物可降解的聚琥珀酰亞胺進(jìn)行可控修飾得到雙親聚氨基酸，利用這一高分子設(shè)計(jì)納米膠囊用于疏水抗癌藥物的靶向運(yùn)

5、輸及基于氫鍵的pH響應(yīng)釋放，在正常組織血管(pH7.4)中穩(wěn)定，在靶向多肽RGD的引導(dǎo)下靶向進(jìn)入癌細(xì)胞經(jīng)溶酶體消化(pH5.0)后可持續(xù)釋放。由于同時(shí)包覆Ag2S納米顆粒，這一納米膠囊可以體內(nèi)循環(huán)過(guò)程中提供近紅外二區(qū)熒光（1000-1400 nm，808 nm光激發(fā)）的藥物實(shí)時(shí)追蹤，為理解腫瘤對(duì)抗癌藥的響應(yīng)及活體監(jiān)測(cè)腫瘤生長(zhǎng)提供了重要工具。對(duì)帶瘤小鼠的化療結(jié)果表明這一納米膠囊是一種安全有效的藥物運(yùn)輸載體。這一通用的生物可降解藥物膠囊制備

6、方法簡(jiǎn)單、綠色、可重復(fù)、價(jià)廉、易于放大生產(chǎn)的特點(diǎn)將有望縮短其臨床化的周期。
　　4、為克服體內(nèi)局部溫度控制的難題，進(jìn)而使溫敏藥物運(yùn)輸體系可用于體內(nèi)抗腫瘤治療，我們發(fā)展了一種近紅外光熱控制藥物釋放的光熱化療聯(lián)合療法。我們?cè)诰哂薪t外光熱效應(yīng)Cu1.75S納米顆粒表面通過(guò)原位聚合覆蓋上一層對(duì)pH和溫度敏感的高分子，然后負(fù)載上抗癌藥阿霉素，藥物負(fù)載率高達(dá)40％，在正常生理?xiàng)l件(pH7.4，37℃)不光照情況下極少泄漏。基于Cu1.75S