上轉(zhuǎn)換納米顆粒制備及其藥物釋放和細(xì)胞成像研究.pdf

1、上轉(zhuǎn)換納米顆粒因采用近紅外連續(xù)激光作為激發(fā)源，具有較深的光穿透深度、無生物背景熒光干擾、對生物組織幾乎無損傷等顯著優(yōu)勢，使得其在生物成像方面有巨大的應(yīng)用前景。近年來，上轉(zhuǎn)換納米顆粒的制備方法主要有水熱合成法、高溫溶劑法。然而采用水熱合成法制備的顆粒不穩(wěn)定，且粒徑較大不利于生化分析;而高溫溶劑法合成的顆粒具有分散性好，形貌規(guī)則，尺寸均一，光和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)?；诖?，本工作在采用高溫溶劑法的同時，通過優(yōu)化反應(yīng)溫度以及反應(yīng)的溶劑比成功制備

2、出大小均一、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易修飾的上轉(zhuǎn)換納米顆粒，并將其應(yīng)用于pH刺激響應(yīng)的載藥成像系統(tǒng)研究，主要開展以下兩方面的工作:
　　 一、基于高溫溶劑法的上轉(zhuǎn)換納米顆粒制備及表面修飾的研究
　　 通過利用高溫溶劑法制備的摻雜鐿(Yb)、鉺(Er)、銩(Tm)離子的氟釔化鈉(NaYF4)晶體，考察不同反應(yīng)條件對合成熒光上轉(zhuǎn)換納米顆粒的形貌及光學(xué)性質(zhì)的影響。在經(jīng)典高溫溶劑合成法的基礎(chǔ)上，著重研究了反應(yīng)溫度、溶劑(OA∶OM)比例、

3、摻雜其他稀土元素等因素對制備β-NaYF4∶Yb，Er(80∶18∶2)的六邊形上轉(zhuǎn)換納米顆粒的影響。當(dāng)反應(yīng)溫度低于300℃時，不會形成納米顆粒，當(dāng)溫度高于300℃時，逐漸有顆粒產(chǎn)生，且溫度越高，形貌越趨于穩(wěn)定，而當(dāng)溫度高于340℃時，有部分穩(wěn)定顆粒會分解，產(chǎn)生形貌不一的顆粒;在混合溶劑(OA∶OM)中，當(dāng)體系中OA比例大于60％時，顆粒形貌規(guī)則，尺寸均一逐漸增大至100 nm; OM比例大于60％時，形貌不規(guī)則，顆粒尺寸不均一;摻雜其

4、他稀土元素(Tm，Gd)會對顆粒形貌、尺寸以及發(fā)光效率有一定的影響，且在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，較為規(guī)則的顆粒的發(fā)光效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不規(guī)則顆粒的發(fā)光效率。基于以上研究最終我們選擇了320℃、OA∶OM=2∶1時并摻雜有Yb，Er的NaYF4上轉(zhuǎn)換納米材料，并對合成的油酸包裹的顆粒進(jìn)行多種修飾改性(聚丙烯酸(PAA)配體交換，二氧化硅修飾，以及直接氧化），Zeta結(jié)果表明PAA修飾的顆粒的穩(wěn)定性最好。因此，我們選擇了PAA修飾的上轉(zhuǎn)換納米顆粒用于載藥成像

5、體系的研究。
　　 二、基于PAA修的上轉(zhuǎn)換納米顆粒用于pH刺激響應(yīng)的載藥系統(tǒng)及細(xì)胞成像的研究
　　 利用親水性好并富含羧基基團(tuán)的PAA鏈修飾在UCNPs表面，成功構(gòu)建了一種具有pH刺激響應(yīng)和熒光成像雙功能的PAA-UCNPs載藥可控釋放系統(tǒng)。選擇抗腫瘤藥物阿霉素(DOX)作為模式藥物分子，在中性或堿性條件下，帶正電的 DOX將通過靜電作用牢牢的被吸附到帶負(fù)電的PAA-UCNPs表面形成DOX@PAA-UCNPs，由于光

6、譜重疊，DOX淬滅上轉(zhuǎn)換納米顆粒發(fā)出的550 nm處的熒光;在微酸性條件下，由于DOX與PAA-UCNPs之間靜電力減弱使得DOX逐漸從DOX@PAA-UCNPs表面釋放出來，上轉(zhuǎn)換納米顆粒550 nm處的熒光也得到逐步的恢復(fù)。采用Nano ZS來考察PAA-UCNPs在不同pH下的Zeta電位;紫外分光光度計(jì)和熒光儀分別用來考察PAA-UCNPs在不同pH下的包載率和釋放效果。結(jié)果表明，在堿性條件下具有高的包載率高達(dá)32％，在酸性條件