多壁碳納米管表面功能化及其在納米生物學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、惡性腫瘤組織端粒酶檢出率高達85％-90％，而正常細胞則沒有這么高的端粒酶活性檢出率。端粒酶與腫瘤之間的高度相關(guān)性使之不僅可以最為腫瘤治療的靶點，而且可以用于開發(fā)新型的基因治療藥物。反義寡聚核苷酸(ASODNs)能靶向腫瘤細胞與特定互補目標(biāo)mRNA序列結(jié)合，從而阻止目標(biāo)基因表達成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。雖然反義寡聚核苷酸在癌癥治療中具有很好的前景，但由于裸反義寡核苷酸存在進入細胞轉(zhuǎn)染效率低，易被核酸酶降解等問題而限制了其進一步的可行性研究。因此，

2、發(fā)展能有效提高反義寡聚核苷酸穩(wěn)定性及其細胞轉(zhuǎn)染率的藥物運載系統(tǒng)是目前腫瘤治療研究的當(dāng)務(wù)之急。 碳納米管(CNTs)，因其獨特的結(jié)構(gòu)，電子和機械性能，在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展開了迅速的應(yīng)用性探索。特別是以功能化的碳納米管為載體負載熒光標(biāo)識物、生物活性分子或藥物進入生物體系的研究。在生命科學(xué)領(lǐng)域，熒光圖像技術(shù)是一種重要的研究手段，而通常所用的有機染料具有易于淬滅，激發(fā)光譜狹窄，發(fā)射光譜寬等缺點，量子點作為一種新型的熒光標(biāo)記物，完全可以取代

3、傳統(tǒng)的有機染料，其優(yōu)異的熒光性能可以使其作為一種熒光探針被廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記和生物活體長效追蹤的過程中。 本文主要研究多壁碳納米管表面功能化及其在納米生物學(xué)中的應(yīng)用。 1.功能化多壁碳納米管的制備及其細胞安全性的研究通過混酸和超聲作用打斷多壁碳納米管并使其管壁帶上了羧基。利用基團的靜電相互作用，將四種陽離子聚合物，聚乙烯亞胺(PEI)，聚酰胺胺(PAMAM)，殼聚糖(Chitosan)，聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)

4、分別修飾到帶負電荷的羧基化多壁碳納米管管壁，制備得到四種表面帶正電的功能化多壁碳納米管。通過流式細胞儀來表征這四種功能化多壁碳納米管和氧化多壁碳納米管的生物相容性，實驗結(jié)果顯示，與氧化多壁碳納米管相比，陽離子聚合物修飾的多壁碳納米管細胞小。尤其是與PEI修飾的多壁碳納米管培養(yǎng)在一起的HeLa細胞，表現(xiàn)出良好的細胞活性，與未經(jīng)處理的細胞相比，呈現(xiàn)出相似的正常的細胞凋亡率。表明PEI修飾的多壁碳納米管對HeLa細胞具有良好的生物相容性。 2

5、.基于雙色量子點標(biāo)記多壁碳納米管的細胞熒光納米探針用簡易的非共價靜電作用的方法，將兩種不同尺寸大小和顏色的量子點負載到聚乙烯亞胺(PEI)修飾的功能化多壁碳納米管上，合成雙色量子點標(biāo)記的功能化多壁碳納米管(MWNTs-PEI-CdTe)。通過相應(yīng)的表征發(fā)現(xiàn)該MWNTs-PEI-CdTe水溶性好，熒光強度大，傳導(dǎo)效率高，能有效傳遞進入細胞實現(xiàn)長效跟蹤。 3.功能化多壁碳納米管反義核酸載體系統(tǒng)及其促進腫瘤細胞凋亡研究通過靜電層層組裝

6、，制備了一種新型的雙功能多壁碳納米管運載系統(tǒng)，包括治療基因反義寡聚核苷酸(ASODNs)，和熒光標(biāo)記量子(CdTe)。通過相應(yīng)的表征發(fā)現(xiàn)MWNTs-PEI能有效地將ASODNs傳導(dǎo)進入細胞，且具有很高的傳導(dǎo)效率。以修飾在ASODNs一端的CdTe為熒光標(biāo)記，通過激光共聚焦顯微鏡表征發(fā)現(xiàn)，MWNTs-PEI-ASODNs具有很強的細胞核靶向定位性。此外，經(jīng)MWNTs-PEI轉(zhuǎn)導(dǎo)進入細胞內(nèi)的ASODNs具有有效的抗癌活性。此類功能化多壁碳納