不同尺寸二氧化硅納米顆粒體內生物效應研究.pdf

1、生物納米技術的迅速發(fā)展為納米材料在生物醫(yī)學中的應用開辟了一個廣闊而嶄新的研究領域,在研究與開發(fā)生物納米材料、生物納米器件的同時,生物納米材料的生物安全性也逐漸成為科學研究工作者所共同關心的問題,作為眾多生物納米材料中重要成員之一的二氧化硅納米顆粒(SiNP),由于它易制備,易生物修飾等優(yōu)點已經(jīng)在生物醫(yī)學領域得到應用。近年來,SiNP的生物效應也日益受到關注。但是在個體水平上有關不同尺寸的要SiNP的生物效應還缺乏深入系統(tǒng)的研究,本論文基

2、于這一研究方向,采用活體熒光成像技術并結合熒光納米顆粒的同步指示作用,對一組尺寸不同的二氧化硅熒光納米顆粒及PEG修飾后的SiNP體內生物效應進行了考察,主要開展以下三個方面的工作:
　　 1、基于反相微乳液法的尺寸可控性二氧化硅納米顆粒制備研究
　　 基于油包水(W/O)反相微乳液制備SiNP的技術,通過考察水與表面活性劑的摩爾比(R)、TEOS的量、氨水的量及包殼次數(shù)對基于Triton X-100/環(huán)已烷/正已醇/水

3、反相微乳液體系制備SiNP尺寸的影響,開展了基于反相微乳液法的尺寸可控性二氧化硅納米顆粒制備研究。結果表明:水與表面活性劑的摩爾比(R)對SiNP的尺寸影響最大,隨著R值的增大,顆粒的尺寸逐漸減小；其次是氨水的量,隨著氨水量的增多,顆粒的尺寸先減小,之后不再發(fā)生明顯變化；包殼次數(shù)對顆粒的尺寸有一定的影響,包殼次數(shù)增多,顆粒的尺寸隨之增大,并且顆粒之間的分散性也有所提高；但是TEOS的量對顆粒尺寸的影響不明顯。
　　 2、不同尺寸

4、二氧化硅納米顆粒體內生物效應研究
　　 在第一部分工作的基礎上,制備了尺寸分別為118.4±6.0 nm,72.1±5.3nm,46.7±4.2 nm,26.1±5.4 nm的陰種二氧化硅熒光納米顆粒(FSiNP),采用活體熒光成像、尸解后離體器官熒光成像、組織切片以及尿液熒光成像的方法對經(jīng)尾靜脈注射進入體內的這四種尺寸的FSiNP在體內的分布情況及代謝行為進行了研究。活體熒光成像結果表明:尺寸分別為118.4±6.0 nm和7

5、2.1±5.3 nm的FSiNP經(jīng)尾靜脈注射進入體內后迅速聚集到了肝臟,但72.1±5.3 nm的FSiNP在膀胱部位有熒光信號；46.7±4.2 nm和26.1±5.4 nm的FSiNP在全身均有分布,但隨著時間的延長能較快地從外周血中被清除,其半衰期分別為:7.1 min和25 min；在膀胱部位均有熒光信號。離體器官及組織切片熒光成像結果表明:顆粒經(jīng)血液循環(huán)主要分布在肝臟、脾臟和腎臟,在肺中有不同程度的聚集；尿液熒光成像進一步表明

6、尺寸為118.4±6.0 nm的FSiNP不能通過尿液排出體外,而其它三種尺寸的FSiNP均可以在不同程度上通過尿液排出體外。
　　 3、PEG修飾的不同尺寸二氧化硅納米顆粒體內生物效應研究
　　 在對不同尺寸的FSiNP體內生物效應的研究基礎上,進一步對經(jīng)PEG修飾后尺寸分別為123.1±6.0 nm,68.5±4.9 nm,47.0±6.1 nm和32.6±4.7 nm的四種FSiNP在體內的分布情況及代謝行為進行了

7、研究?；铙w熒光成像結果表明:與未經(jīng)PEG修飾的FSiNP相比,這四種尺寸的PEG—FSiNP經(jīng)尾靜脈注射進入體內后,尺寸為123.1±6.0 nm的PEG—FSiNP在全身有分布,隨著時間的延長逐漸聚集于肝臟,并且在膀胱部位觀察到了明顯的熒光信號,而上述其它三種尺寸的PEG-FSiNP經(jīng)尾靜脈注射進入體內后,在4 h左右后在全身都還能觀察到明顯的熒光信號,其體內循環(huán)時間大大地延長,并且隨著時間的延長在肝臟中聚集的信號不明顯；尸解后離體器