多壁碳納米管表面功能化及其在納米生物學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、惡性腫瘤組織端粒酶檢出率高達(dá)85％-90％，而正常細(xì)胞則沒(méi)有這么高的端粒酶活性檢出率。端粒酶與腫瘤之間的高度相關(guān)性使之不僅可以最為腫瘤治療的靶點(diǎn)，而且可以用于開(kāi)發(fā)新型的基因治療藥物。反義寡聚核苷酸(ASODNs)能靶向腫瘤細(xì)胞與特定互補(bǔ)目標(biāo)mRNA序列結(jié)合，從而阻止目標(biāo)基因表達(dá)成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。雖然反義寡聚核苷酸在癌癥治療中具有很好的前景，但由于裸反義寡核苷酸存在進(jìn)入細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率低，易被核酸酶降解等問(wèn)題而限制了其進(jìn)一步的可行性研究。因此，

2、發(fā)展能有效提高反義寡聚核苷酸穩(wěn)定性及其細(xì)胞轉(zhuǎn)染率的藥物運(yùn)載系統(tǒng)是目前腫瘤治療研究的當(dāng)務(wù)之急。 碳納米管(CNTs)，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，電子和機(jī)械性能，在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展開(kāi)了迅速的應(yīng)用性探索。特別是以功能化的碳納米管為載體負(fù)載熒光標(biāo)識(shí)物、生物活性分子或藥物進(jìn)入生物體系的研究。在生命科學(xué)領(lǐng)域，熒光圖像技術(shù)是一種重要的研究手段，而通常所用的有機(jī)染料具有易于淬滅，激發(fā)光譜狹窄，發(fā)射光譜寬等缺點(diǎn)，量子點(diǎn)作為一種新型的熒光標(biāo)記物，完全可以取代

3、傳統(tǒng)的有機(jī)染料，其優(yōu)異的熒光性能可以使其作為一種熒光探針被廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記和生物活體長(zhǎng)效追蹤的過(guò)程中。 本文主要研究多壁碳納米管表面功能化及其在納米生物學(xué)中的應(yīng)用。 1.功能化多壁碳納米管的制備及其細(xì)胞安全性的研究通過(guò)混酸和超聲作用打斷多壁碳納米管并使其管壁帶上了羧基。利用基團(tuán)的靜電相互作用，將四種陽(yáng)離子聚合物，聚乙烯亞胺(PEI)，聚酰胺胺(PAMAM)，殼聚糖(Chitosan)，聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)

4、分別修飾到帶負(fù)電荷的羧基化多壁碳納米管管壁，制備得到四種表面帶正電的功能化多壁碳納米管。通過(guò)流式細(xì)胞儀來(lái)表征這四種功能化多壁碳納米管和氧化多壁碳納米管的生物相容性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與氧化多壁碳納米管相比，陽(yáng)離子聚合物修飾的多壁碳納米管細(xì)胞小。尤其是與PEI修飾的多壁碳納米管培養(yǎng)在一起的HeLa細(xì)胞，表現(xiàn)出良好的細(xì)胞活性，與未經(jīng)處理的細(xì)胞相比，呈現(xiàn)出相似的正常的細(xì)胞凋亡率。表明PEI修飾的多壁碳納米管對(duì)HeLa細(xì)胞具有良好的生物相容性。 2

5、.基于雙色量子點(diǎn)標(biāo)記多壁碳納米管的細(xì)胞熒光納米探針用簡(jiǎn)易的非共價(jià)靜電作用的方法，將兩種不同尺寸大小和顏色的量子點(diǎn)負(fù)載到聚乙烯亞胺(PEI)修飾的功能化多壁碳納米管上，合成雙色量子點(diǎn)標(biāo)記的功能化多壁碳納米管(MWNTs-PEI-CdTe)。通過(guò)相應(yīng)的表征發(fā)現(xiàn)該MWNTs-PEI-CdTe水溶性好，熒光強(qiáng)度大，傳導(dǎo)效率高，能有效傳遞進(jìn)入細(xì)胞實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效跟蹤。 3.功能化多壁碳納米管反義核酸載體系統(tǒng)及其促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡研究通過(guò)靜電層層組裝

6、，制備了一種新型的雙功能多壁碳納米管運(yùn)載系統(tǒng)，包括治療基因反義寡聚核苷酸(ASODNs)，和熒光標(biāo)記量子(CdTe)。通過(guò)相應(yīng)的表征發(fā)現(xiàn)MWNTs-PEI能有效地將ASODNs傳導(dǎo)進(jìn)入細(xì)胞，且具有很高的傳導(dǎo)效率。以修飾在ASODNs一端的CdTe為熒光標(biāo)記，通過(guò)激光共聚焦顯微鏡表征發(fā)現(xiàn)，MWNTs-PEI-ASODNs具有很強(qiáng)的細(xì)胞核靶向定位性。此外，經(jīng)MWNTs-PEI轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的ASODNs具有有效的抗癌活性。此類(lèi)功能化多壁碳納