熒光碳納米點和磁性納米石墨烯復合材料在生物成像與藥物輸送中的應用.pdf

1、由于碳元素是生命的基本組成元素，具有無毒，環(huán)保，穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)點，所以主要由碳元素構成的碳基納米材料在生物醫(yī)學應用中具有天然的優(yōu)勢。碳納米點與石墨烯是近些年來新發(fā)現(xiàn)的兩種碳基納米材料。由于具有獨特的材料學特性，它們在生物醫(yī)學應用中得到廣泛的關注。
　　 在這篇論文中，我們研究了熒光碳點與磁性納米石墨烯在生物成像以及藥物輸送中的應用。
　　 以混酸氧化破碎單壁碳管是一種常見的標準操作，其過程會產生一種能發(fā)出熒光的棕黃色液

2、體。以往認為這種液體的主要成分是超短碳管?？墒墙浳覀冄芯堪l(fā)現(xiàn)，這種液體實際上是由一種直徑在3到5納米的碳點構成的。我們嘗試用同樣的條件處理了多壁碳管以及石墨，結果也獲得了同樣的碳點。這種熒光碳點的表面具有豐富的含氧基團，所以具有極佳的水溶性。與其他碳點類似，這種碳點也具有激發(fā)光波長依賴性的熒光。我們?yōu)榱吮乓徊嚼盟倪@種性質，嘗試把這種碳點溶液注射入裸鼠的皮下，而后使用小動物成像系統(tǒng)進行成像。結果發(fā)現(xiàn)這種碳點可以在皮下被各種波長的激發(fā)光

3、激發(fā)出熒光，而其中以近紅外光激發(fā)熒光成像的信噪比最高，成像效果最佳。為配合這種熒光碳點在生物醫(yī)學研究中的進一步應用，我們又系統(tǒng)的研究了這種碳點的體內體外毒性，血液循環(huán)時間以及生物分布與排泄。結果顯示這種碳點幾乎沒有毒副作用，而且由于具有極小的尺寸，除經傳統(tǒng)的糞便途徑排泄，還可以經尿液排出，具有極佳的生物醫(yī)學應用前景。
　　 在另外一項平行的工作中，我們還選用經化學共沉淀法制備的磁性納米石墨烯復合物進行了藥物輸送與生物成像研究。之

4、前已有研究者進行過相關的研究，但是他們僅僅局限于體外實驗，未曾進行過體內實驗。為了將這種材料用于體內實驗，我們首先要通過對其進行表面修飾以提高它的生物穩(wěn)定性。聚乙二醇常被用來修飾納米石墨烯，以提高納米石墨烯的生物穩(wěn)定性。我們也決定用這個方法來修飾磁性納米石墨烯。修飾后得到的聚乙二醇磁性納米石墨烯表現(xiàn)出優(yōu)異的生物穩(wěn)定性。我們進一步嘗試給聚乙二醇磁性石墨烯裝載上抗癌藥物阿霉素，而后在外磁場引導下將這一復合物富集到細胞培養(yǎng)皿的特定的部位并特異

5、性殺傷了這一部位的細胞，成功實現(xiàn)了體外的磁靶向性藥物輸送與治療?？紤]到納米石墨烯優(yōu)異的光熱吸收能力，我們又嘗試使用聚乙二醇磁性納米石墨烯進行了磁靶向性光熱治療，并也獲得了成功。最后，我們直接將聚乙二醇磁性納米石墨烯注射入小鼠體內進行核磁T2成像，結果使T2成像明顯增強。雖然，我們還未全面系統(tǒng)地研究這一材料的藥代動力學，生物毒性等方面的性質，但畢竟開啟了以納米石墨烯為基質的磁性納米材料的活體成像之門。
　　 總之，我們的工作揭示了