畢業(yè)答辯-pH響應(yīng)的介孔二氧化硅納米顆粒在現(xiàn)實中的應(yīng)用課件

2014屆碩士學(xué)位論文答辯上轉(zhuǎn)換@介孔SiO2多功能納米復(fù)合體系構(gòu)建及腫瘤診療研究學(xué)位申請人姓名：邱鵬超

導(dǎo)師姓名及職稱：王柯敏教授秦迪嵐高級工程師

培養(yǎng)單位： 生物學(xué)院

專業(yè)名稱： 生物醫(yī)學(xué)工程

答辯日期：2014-06-04

2014屆碩士學(xué)位論文答辯上轉(zhuǎn)換@介孔SiO2多功能納米復(fù)合1第1章緒論 1.1

腫瘤概述腫瘤是機(jī)體在各種內(nèi)外界因素作用下，局部組織的某些細(xì)胞在基因水平上失去對其生長的正常調(diào)控，導(dǎo)致其克隆性異常增長而形成的新生物。腫瘤對人類的危害是及其巨大的，造成的死亡人數(shù)約占所有死亡人數(shù)的13%，是全球人口一個主要的死亡原因。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)自誕生起就開始與腫瘤展開了斗爭，但收效甚微。第1章緒論 1.1腫瘤概述腫瘤是機(jī)體在各種內(nèi)外界因素作2

1.2傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的腫瘤診斷與治療腫瘤診斷生物檢測法醫(yī)學(xué)影像法腫瘤治療外科手術(shù)法放射治療法化學(xué)藥物法1.特異性2.靈敏度3.分辨率1.限制較多2.副作用大 1.2傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的腫瘤診斷與治療腫瘤診斷生物檢測法醫(yī)學(xué)影3基于功能化納米材料腫瘤診斷磁性納米顆粒量子點碳納米管上轉(zhuǎn)換納米顆粒金、銀納米簇納米熒光載體基于功能化納米材料腫瘤治療磁性納米顆粒金納米材料石墨烯藥物載體脂質(zhì)體高分子聚合物介孔納米材料 1.3基于功能化納米材料的腫瘤診斷與治療基于功能化納米磁性納米顆粒量子點碳納米管上轉(zhuǎn)換納米顆粒金、銀4上轉(zhuǎn)換納米材料用于腫瘤診斷Analyticalchemistry,2013,86(1):482-489介孔納米材料用于腫瘤治療JACS,2010,36(132):12690-12697金納米材料用于腫瘤治療ACSNano,

2011,

5

(3),1995–2003上轉(zhuǎn)換納米材料用于腫瘤診斷Analyticalchemis5腫瘤診斷成像速度快靈敏度高非侵入式多目標(biāo)檢測腫瘤治療提高藥效降低毒副作用靶向給藥腫瘤熱療診療一體化診斷指導(dǎo)治療對治療進(jìn)行監(jiān)控實現(xiàn)療效最大，副作用最小本工作開展的內(nèi)容

(1)AuNR封堵的UCNP@mSiO2核殼多功能納米載體的構(gòu)建

(2)DOX@UCNP@mSiO2多功能納米體系用于腫瘤診療的應(yīng)用研究

腫瘤診斷成像速度快靈敏度高非侵入式多目標(biāo)檢測腫瘤治療提高藥效6第2章AuNR封堵的UCNP@mSiO2核殼多功能納米載體的構(gòu)建及其腫瘤診療應(yīng)用研究 2.1實驗原理圖2.1DOX@UCNP@mSiO2-AuNR的制備流程圖第2章AuNR封堵的UCNP@mSiO2核殼多功能納米載體7 2.2

UCNP和UCNP@mSiO2的制備與表征abdc圖2.2（a）和（b）：UCNP的電鏡圖和質(zhì)譜圖；

（c）和（d）：UCNP@mSiO2的電鏡圖和質(zhì)譜圖~20nm~45nm 2.2UCNP和UCNP@mSiO2的制備與表征abd8圖2.3UCNP（黑色）和

UCNP@mSiO2（紅色）的紅外光譜圖2.3UCNP（黑色）和UCNP@mSiO2（紅色）9圖2.4UCNP@mSiO2的X射線衍射圖譜<100><110><200>MCM-41型材料<111><220><311>β-NaYF4晶體的六方相結(jié)構(gòu)圖2.4UCNP@mSiO2的X射線衍射圖譜<100><110圖2.5UCNP@mSiO2的N2吸附-解吸附表征，內(nèi)插圖為孔徑分布孔容：0.236cm3·g-1平均孔徑：4.2nm圖2.5UCNP@mSiO2的N2吸附-解吸附表征，內(nèi)插圖11圖2.6UCNP（黑色）和UCNP@mSiO2（紅色）的熒光光譜內(nèi)插圖：980nm激發(fā)下UCNP的發(fā)光實物圖圖2.6UCNP（黑色）和UCNP@mSiO2（紅色）的熒12

2.3

AuNR的制備與表征圖2.7AuNR的表征（A）透射電鏡和（B）紫外吸收光譜~24nm~8nm 2.3AuNR的制備與表征圖2.7AuNR的表征（13圖2.8UCNP@mSiO2和AuNR的電位表征及吸附效果電鏡圖

2.4

UCNP@mSiO2-AuNR的制備與表征+17.6mV+13.8mV-40mV-10mV圖2.8UCNP@mSiO2和AuNR的電位表征及吸附效果14圖2.9UCNP@mSiO2、DOX@UCNP@mSiO2、DOX@UCNP@mSiO2-AuNR的紫外吸收光譜圖2.9UCNP@mSiO2、DOX@UCNP@mSiO215圖2.10超純水和UCNP@mSiO2-AuNR的光熱曲線（780nm，3W·cm-2，27min）圖2.10超純水和UCNP@mSiO2-AuNR的光熱曲線16

2.5藥物的裝載圖2.11不同DOX濃度下吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線與回歸方程DOX包載量：85.3μmol·g-1 2.5藥物的裝載圖2.11不同DOX濃度下吸光度的標(biāo)17圖2.12不同濃度AuNR封堵下藥物的釋放曲線（1x=50μL，5x=250μL，10x=500μL） 2.6藥物的封堵及釋放圖2.12不同濃度AuNR封堵下藥物的釋放曲線 2.618圖2.13不同pH值下藥物的釋放曲線（pH=2.0，4.9，6.5，7.4）圖2.13不同pH值下藥物的釋放曲線19 2.7細(xì)胞成像及殺傷圖2.14經(jīng)顆粒處理后的SMCC-7721細(xì)胞雙光子共聚焦成像（藍(lán)色代表DAPI核染熒光信號，紅色代表DOX熒光信號，綠色代表UCNP熒光信號） 2.7細(xì)胞成像及殺傷圖2.14經(jīng)顆粒處理后的SMCC-20圖2.15不同條件處理下細(xì)胞的存活率1.空白；2.DOX@UCNP@mSiO2-AuNR；3.UCNP@mSiO2-AuNR；4.DOX圖2.15不同條件處理下細(xì)胞的存活率21 2.8活體熒光成像的初步研究圖2.16小鼠活體熒光成像：（A）背景熒光；（B）UCNP@mSiO2-AuNR，腹腔；（C）UCNP@mSiO2-AuNR，腫瘤部位ABC 2.8活體熒光成像的初步研究圖2.16小鼠活體熒光成像：22(1)首先以高溫?zé)岱纸夥ê铣闪薝CNP，通過在其表面包裹mSiO2提高納米顆粒的生物相容性，同時可以發(fā)揮藥物載體的作用。隨后和成了AuNR，基于AuNR與UCNP@mSiO2之間的靜電作用力隨pH的降低而減小，構(gòu)建了具有pH響應(yīng)控制釋放的藥物載體UCNP@mSiO2-AuNR。

(2)DOX@UCNP@mSiO2具有良好的藥物封堵效果和pH響應(yīng)性，在細(xì)胞層面上具有良好的成像和殺傷性能，且在活體的熒光成像中體現(xiàn)出低背景、高信噪比的優(yōu)勢。

2.9小結(jié)(1)首先以高溫?zé)岱纸夥ê铣闪薝CNP，通過在其表面包23結(jié)論本論文以UCNP為成像組件，mSiO2為載藥組件，AuNR為藥物封堵及光熱治療組件，將三者有機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)建了一種集控制釋放、成像與化療-熱療于一體的多功能復(fù)合納米材料。實驗結(jié)果證明，這種多功能復(fù)合納米材料能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞層面的熒光成像，并在腫瘤細(xì)胞殺傷方面具有較傳統(tǒng)方法更加選注的效果。此外，在活體熒光成像中展現(xiàn)了優(yōu)于傳統(tǒng)成像模式的優(yōu)勢，有望在活體腫瘤診斷和治療中得到進(jìn)一步應(yīng)用。結(jié)論本論文以UCNP為成像組件，mSiO2為載藥組件，A24懇請各位專家提出寶貴意見和建議！懇請各位專家提出寶貴意見和建議！252014屆碩士學(xué)位論文答辯上轉(zhuǎn)換@介孔SiO2多功能納米復(fù)合體系構(gòu)建及腫瘤診療研究學(xué)位申請人姓名：邱鵬超

導(dǎo)師姓名及職稱：王柯敏教授秦迪嵐高級工程師

培養(yǎng)單位： 生物學(xué)院

專業(yè)名稱： 生物醫(yī)學(xué)工程

答辯日期：2014-06-04

2014屆碩士學(xué)位論文答辯上轉(zhuǎn)換@介孔SiO2多功能納米復(fù)合26第1章緒論 1.1

腫瘤概述腫瘤是機(jī)體在各種內(nèi)外界因素作用下，局部組織的某些細(xì)胞在基因水平上失去對其生長的正常調(diào)控，導(dǎo)致其克隆性異常增長而形成的新生物。腫瘤對人類的危害是及其巨大的，造成的死亡人數(shù)約占所有死亡人數(shù)的13%，是全球人口一個主要的死亡原因。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)自誕生起就開始與腫瘤展開了斗爭，但收效甚微。第1章緒論 1.1腫瘤概述腫瘤是機(jī)體在各種內(nèi)外界因素作27

1.2傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的腫瘤診斷與治療腫瘤診斷生物檢測法醫(yī)學(xué)影像法腫瘤治療外科手術(shù)法放射治療法化學(xué)藥物法1.特異性2.靈敏度3.分辨率1.限制較多2.副作用大 1.2傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的腫瘤診斷與治療腫瘤診斷生物檢測法醫(yī)學(xué)影28基于功能化納米材料腫瘤診斷磁性納米顆粒量子點碳納米管上轉(zhuǎn)換納米顆粒金、銀納米簇納米熒光載體基于功能化納米材料腫瘤治療磁性納米顆粒金納米材料石墨烯藥物載體脂質(zhì)體高分子聚合物介孔納米材料 1.3基于功能化納米材料的腫瘤診斷與治療基于功能化納米磁性納米顆粒量子點碳納米管上轉(zhuǎn)換納米顆粒金、銀29上轉(zhuǎn)換納米材料用于腫瘤診斷Analyticalchemistry,2013,86(1):482-489介孔納米材料用于腫瘤治療JACS,2010,36(132):12690-12697金納米材料用于腫瘤治療ACSNano,

2011,

5

(3),1995–2003上轉(zhuǎn)換納米材料用于腫瘤診斷Analyticalchemis30腫瘤診斷成像速度快靈敏度高非侵入式多目標(biāo)檢測腫瘤治療提高藥效降低毒副作用靶向給藥腫瘤熱療診療一體化診斷指導(dǎo)治療對治療進(jìn)行監(jiān)控實現(xiàn)療效最大，副作用最小本工作開展的內(nèi)容

(1)AuNR封堵的UCNP@mSiO2核殼多功能納米載體的構(gòu)建

(2)DOX@UCNP@mSiO2多功能納米體系用于腫瘤診療的應(yīng)用研究

腫瘤診斷成像速度快靈敏度高非侵入式多目標(biāo)檢測腫瘤治療提高藥效31第2章AuNR封堵的UCNP@mSiO2核殼多功能納米載體的構(gòu)建及其腫瘤診療應(yīng)用研究 2.1實驗原理圖2.1DOX@UCNP@mSiO2-AuNR的制備流程圖第2章AuNR封堵的UCNP@mSiO2核殼多功能納米載體32 2.2

UCNP和UCNP@mSiO2的制備與表征abdc圖2.2（a）和（b）：UCNP的電鏡圖和質(zhì)譜圖；

（c）和（d）：UCNP@mSiO2的電鏡圖和質(zhì)譜圖~20nm~45nm 2.2UCNP和UCNP@mSiO2的制備與表征abd33圖2.3UCNP（黑色）和

UCNP@mSiO2（紅色）的紅外光譜圖2.3UCNP（黑色）和UCNP@mSiO2（紅色）34圖2.4UCNP@mSiO2的X射線衍射圖譜<100><110><200>MCM-41型材料<111><220><311>β-NaYF4晶體的六方相結(jié)構(gòu)圖2.4UCNP@mSiO2的X射線衍射圖譜<100><135圖2.5UCNP@mSiO2的N2吸附-解吸附表征，內(nèi)插圖為孔徑分布孔容：0.236cm3·g-1平均孔徑：4.2nm圖2.5UCNP@mSiO2的N2吸附-解吸附表征，內(nèi)插圖36圖2.6UCNP（黑色）和UCNP@mSiO2（紅色）的熒光光譜內(nèi)插圖：980nm激發(fā)下UCNP的發(fā)光實物圖圖2.6UCNP（黑色）和UCNP@mSiO2（紅色）的熒37

2.3

AuNR的制備與表征圖2.7AuNR的表征（A）透射電鏡和（B）紫外吸收光譜~24nm~8nm 2.3AuNR的制備與表征圖2.7AuNR的表征（38圖2.8UCNP@mSiO2和AuNR的電位表征及吸附效果電鏡圖

2.4

UCNP@mSiO2-AuNR的制備與表征+17.6mV+13.8mV-40mV-10mV圖2.8UCNP@mSiO2和AuNR的電位表征及吸附效果39圖2.9UCNP@mSiO2、DOX@UCNP@mSiO2、DOX@UCNP@mSiO2-AuNR的紫外吸收光譜圖2.9UCNP@mSiO2、DOX@UCNP@mSiO240圖2.10超純水和UCNP@mSiO2-AuNR的光熱曲線（780nm，3W·cm-2，27min）圖2.10超純水和UCNP@mSiO2-AuNR的光熱曲線41

2.5藥物的裝載圖2.11不同DOX濃度下吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線與回歸方程DOX包載量：85.3μmol·g-1 2.5藥物的裝載圖2.11不同DOX濃度下吸光度的標(biāo)42圖2.12不同濃度AuNR封堵下藥物的釋放曲線（1x=50μL，5x=250μL，10x=500μL） 2.6藥物的封堵及釋放圖2.12不同濃度AuNR封堵下藥物的釋放曲線 2.643圖2.13不同pH值下藥物的釋放曲線（pH=2.0，4.9，6.5，7.4）圖2.13不同pH值下藥物的釋放曲線44 2.7細(xì)胞成像及殺傷圖2.14經(jīng)顆粒處理后的SMCC-7721細(xì)胞雙光子共聚焦成像（藍(lán)色代表DAPI核染熒光信號，紅色代表DOX熒光信號，綠色代表UCNP熒光信號） 2.7細(xì)胞成像及殺傷圖2.14經(jīng)顆粒處理后的SMCC-45圖2.15不同條件處理下細(xì)胞的存活率1.空白；2.DOX@UCNP@mSiO2-AuNR；3.UCNP@mSiO2-AuNR；4.DOX圖2.15不同條件處理下細(xì)胞的存活率46 2.8活體熒光成像的初步研究