基于硅殼熒光納米顆粒的納米傳感器的制備及應(yīng)用.pdf

1、隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展和滲透，納米顆粒已經(jīng)在材料科學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到重大應(yīng)用。其中基于納米顆粒來研制化學(xué)生物傳感器已經(jīng)成為納米技術(shù)研究中的一個(gè)新的熱點(diǎn)，這主要是由于納米顆粒傳感器具有體積小、分辨率高、響應(yīng)時(shí)間短、所需樣品量少等優(yōu)點(diǎn)。本論文擬在本研究小組所構(gòu)建的硅殼熒光納米顆粒技術(shù)平臺的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展基于硅殼熒光納米顆粒的納米傳感器的制備及其在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用研究，本論文主要包括以下三方面工作： l、內(nèi)參比pH納米傳

2、感器的制備并用于抗腫瘤藥物作用的Hela細(xì)胞內(nèi)pH變化的測量 利用反相微乳液技術(shù)發(fā)展了一種同時(shí)包埋pH敏感染料異硫氰酸熒光素(FITC)和參比染料聯(lián)釕吡啶(RuBpy)的基于硅殼熒光納米顆粒的內(nèi)參比pH納米傳感器。該內(nèi)參比pH納米傳感器具有大小均勻、尺寸在50nm左右、在水溶液中分散性好、抗光漂白能力強(qiáng)、染料泄漏少等優(yōu)點(diǎn)，對pH線性響應(yīng)范圍為4.4~7．4。利用該內(nèi)參比pH納米傳感器尺寸小可以通過細(xì)胞的內(nèi)吞而無損傷地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的

3、優(yōu)勢，進(jìn)一步結(jié)合流式細(xì)胞學(xué)分析方法，對不同抗腫瘤藥物作用的Hela細(xì)胞內(nèi)的pH變化進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：不同抗腫瘤藥物作用后的Hela細(xì)胞內(nèi)pH的變化情況并不一樣，有的作用后引起了細(xì)胞酸化，有的作用后引起了細(xì)胞堿化，有的作用后基本上不引起變化。同時(shí)，采用激光共聚焦顯微鏡對吞噬了內(nèi)參比pH納米傳感器的抗腫瘤藥物作用的單個(gè)Hela活細(xì)胞進(jìn)行了成像，可以明顯觀察到內(nèi)參比pH納米傳感器在不同抗腫瘤藥物作用后的Hela細(xì)胞內(nèi)的熒光成像。因此，基于

4、硅殼納米顆粒發(fā)展的內(nèi)參比pH納米傳感器可以用于細(xì)胞內(nèi)變化pH的實(shí)時(shí)監(jiān)測。 2、基于內(nèi)參比pH納米傳感器的Hela細(xì)胞內(nèi)酸化與細(xì)胞凋亡的相互關(guān)系研究 采用上一章發(fā)展的pH敏感染料異硫氰酸熒光素(FITC)和參比染料聯(lián)釕吡啶(RuBpy)同時(shí)包埋的具有內(nèi)參比功能的pH納米傳感器研究了抗癌藥物硫酸長春新堿誘導(dǎo)的Hela細(xì)胞內(nèi)酸化與細(xì)胞凋亡之間的相互關(guān)系。通過利用該納米傳感器對硫酸長春新堿誘導(dǎo)后的Hela細(xì)胞內(nèi)pH變化的活體、原

5、位、實(shí)時(shí)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)在硫酸長春新堿誘導(dǎo)引起凋亡的Hela細(xì)胞中，細(xì)胞內(nèi)的pH值由誘導(dǎo)前的7．¨酸化為6.51，并且在一定的濃度和時(shí)間范圍內(nèi)，硫酸長春新堿誘導(dǎo)后細(xì)胞內(nèi)的酸化率與誘導(dǎo)藥物的濃度和誘導(dǎo)時(shí)間成正相關(guān)關(guān)系。通過進(jìn)一步比較硫酸長春新堿誘導(dǎo)后的細(xì)胞酸化率和細(xì)胞凋亡率，證實(shí)了經(jīng)硫酸長春新堿誘導(dǎo)后，Hela細(xì)胞內(nèi)酸化是Hela細(xì)胞凋亡的先發(fā)事件。這些研究結(jié)果的獲得有望為利用硫酸長春新堿或其他抗癌藥物干預(yù)細(xì)胞內(nèi)pH變化以達(dá)到對腫瘤的治療提供理

6、論指導(dǎo)。 3、水包油正相微乳液法制備納米顆粒的研究 大多數(shù)的敏感染料都是脂溶性的，而采用油包水反相微乳液法只能對極少數(shù)水溶性較好的染料進(jìn)行包埋，這極大地限制了硅殼熒光納米顆粒作為納米傳感器的應(yīng)用。針對這一問題，發(fā)展了水包油正相微乳液方法用以制備納米顆粒，采用該方法能對脂溶性物質(zhì)進(jìn)行有效包埋。通過對采用該方法所制備的脂溶性染料羅丹明B納米顆粒的形貌、大小、zeta電位以及包埋脂溶性染料后顆粒光譜性質(zhì)的考察，結(jié)果表明所制備的