多層雙聚合物修飾的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料用于多模態(tài)成像及血清存在下提高轉(zhuǎn)染效率的研究.pdf

1、本文從以下幾部分進行論述：
　　第一部分 多層雙聚合物修飾的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料的制備及多模態(tài)成像的研究。
　　目的：探討多層雙聚合物修飾的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料(UCNP-PEG@2×PEI)用于磁共振成像(magnetic response imaging,MRI)及上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像(upconversion luminescence,UCL)對比劑的可行性。
　　方法：1)制備Gd3+摻雜的UCNPs,分別采用高

2、分子聚合物聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)、聚乙烯亞胺(polyethylenimine, PEI)、聚丙烯酸(poly acrylic acid,PAA)修飾,形成 UCNP-PEG@2×PEI,并對其穩(wěn)定性、表征進行研究。2)通過體外細胞毒性試驗(MTT)進行 UCNP-PEG@2×PEI體外毒性的研究。3)將不同濃度梯度的UCNP-PEG@2×PEI與人宮頸癌(HeLa)細胞在體外培養(yǎng)4 h,行磁共振T1

3、序列的掃描及上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像的多模態(tài)成像檢測。
　　結(jié)果：1)透射電子顯微鏡顯示,UCNP-PEG@2×PEI是以UCNP為核心,外面修飾有雙層聚乙烯亞胺層。經(jīng)過修飾以后,UCNP-PEG@2×PEI在不同的生理溶液中具有較好的穩(wěn)定性;Zeta電位及Size分布顯示UCNP-PEG@2×PEI不僅帶有較多正電荷而且結(jié)構(gòu)更緊湊;上轉(zhuǎn)換發(fā)光熒光強度顯示修飾有兩層聚乙烯亞胺層的UCNP-PEG@2×PEI上轉(zhuǎn)換熒光強度仍然較高。2)體外細

4、胞毒性試驗顯示UCNP-PEG@2×PEI在較高濃度時未見明顯細胞毒性。3)磁共振成像及上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像顯示UCNP-PEG@2×PEI具有較好的磁共振成像及上轉(zhuǎn)換發(fā)光成像能力,且在一定的濃度梯度內(nèi),隨著UCNP-PEG@2×PEI濃度的增加,多模態(tài)成像的能力依次增強。
　　結(jié)論：UCNP-PEG@2×PEI是一種修飾了兩層聚乙烯亞胺層的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料,其在生理環(huán)境下具有較好的穩(wěn)定性,并具有帶有較多正電荷和粒徑小的優(yōu)點。體外

5、細胞毒性實驗研究表明,UCNP-PEG@2×PEI沒有明顯的生物毒性,同時具有較好的多模態(tài)成像能力。因此,UCNP-PEG@2×PEI可以作為一種新興的MRI和UCL多模態(tài)成像的納米對比劑,用于腫瘤診斷。
　　第二部分 多層雙聚合物修飾的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料用于基因轉(zhuǎn)染的研究。
　　目的：多層雙聚合物修飾的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料作為基因轉(zhuǎn)染載體及血清存在條件下提高轉(zhuǎn)染效率的研究。
　　方法：1)用凝膠阻滯電泳實驗分別

6、判斷UCNP-PEG@2×PEI與單純 PEI分別和質(zhì)粒DNA(plasmid DNA)的結(jié)合能力。將不同N/P比例(1,2,5,10,20)對應下的不同濃度的UCNP-PEG@2×PEI和單純PEI溶液與1?g質(zhì)粒DNA混合,在室溫下孵育30分鐘后進行0.8％凝膠阻滯電泳。2)體外無血清條件下增強型綠色熒光蛋白質(zhì)粒(EGFP plasmid)轉(zhuǎn)染實驗。在無血清存在的轉(zhuǎn)染條件下,按照不同的N/P比例,將UCNP-PEG@2×PEI與單純

7、PEI分別和EGFP質(zhì)粒孵育后轉(zhuǎn)染HeLa細胞,轉(zhuǎn)染效率通過共聚焦顯微鏡及流式細胞儀分析。3)體外血清存在、固定N/P比例的條件下,增強型綠色熒光蛋白質(zhì)粒轉(zhuǎn)染實驗。在血清存在的轉(zhuǎn)染條件下,固定N/P比例,將UCNP-PEG@2×PEI與單純PEI分別和EGFP質(zhì)粒孵育后轉(zhuǎn)染HeLa細胞,轉(zhuǎn)染結(jié)果通過共聚焦顯微鏡及流式細胞儀分析。
　　結(jié)果：1)當N/P比大于5時,凝膠電泳內(nèi)可見UCNP-PEG@2×PEI與單純PEI明顯阻滯質(zhì)粒D

8、NA。2)在無血清存在的轉(zhuǎn)染條件下,UCNP-PEG@2×PEI和單純PEI在N/P比5到20的條件下可以轉(zhuǎn)染HeLa細胞,且在相同N/P比的轉(zhuǎn)染條件下, UCNP-PEG@2×PEI的轉(zhuǎn)染效率明顯低于單純PEI。3)在血清存在、N/P為10的轉(zhuǎn)染條件下,UCNP-PEG@2×PEI和單純 PEI均可以轉(zhuǎn)染 HeLa細胞,且UCNP-PEG@2×PEI的轉(zhuǎn)染效率較單純PEI明顯提高。
　　結(jié)論：多層雙聚合物修飾的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米