金属有机杂化材料的形貌调控及应用

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光热疗法作为一种微创和高特异性的抗肿瘤治疗方法,在过去几年中引起了相当大的关注。光热疗法的基本原理是在激光照射条件下利用光热剂将光能转化为热能,然后通过体内的高热效应有效的杀死肿瘤区域的癌细胞。迄今为止,各种各样的材料作光热剂被应用于光热治疗。其中,金属有机杂化材料因其较好的生物相容性、生物安全性、可降解等性能在光热治疗方面开始逐渐受到了人们的广泛关注。本文合成了两种纳米尺寸的金属有机杂化材料,并且探索了其在光热治疗方面的应用,具体的工作内容如下:(1)用溶液法先制备了Fe-邻硝基对苯二胺(Fe-PNPD)纳米粒子,为了提高Fe-PNPD纳米粒子的生物相容性,用聚乙二醇(PEG)对Fe-PNPD纳米粒子进行改性,得到Fe-PNPD-PEG纳米粒子。通过改变有机配体(邻硝基对苯二胺)的用量、溶剂种类(甲醇和水)来调控Fe-PNPD-PEG纳米粒子的形貌和性能。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)确定Fe-PNPD-PEG纳米粒子的形貌、粒子尺寸和均一性。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、Zeta电位、X射线光电子能谱(XPS)和热重等测试结果确定Fe-PNPD-PEG纳米粒子的结构和热稳定性。通过紫外可见光谱(UV)和红外相机跟踪测试发现Fe-PNPD-PEG在近红外区域都有较强的吸收,并且在808 nm激光的照射下随时间的延长温度快速升高,最高温度稳定。通过细胞实验(细胞相容性、细胞内吞、细胞活死和细胞流式实验)和动物实验(小鼠体重监测、小鼠肿瘤体积监测和小鼠肿瘤解剖实验)证明Fe-PNPD-PEG纳米粒子可以高效的抑制和消除肿瘤细胞。(2)通过一步法先制备了Fe-对氨基酚(Fe-PAP)纳米粒子,为了增加Fe-PAP的生物靶向性,用透明质酸(HA)对Fe-PAP纳米粒子进行改性得到HA-Fe-PAP纳米粒子。通过改变反应温度(60 o C和80 oC)、溶剂种类(乙醇,二氧六环、甲醇等)和反应物FeCl3含量(0.01-0.09 mL)调控纳米粒子的形貌和性能。通过SEM、TEM来观察HA-Fe-PAP纳米粒子的形貌、粒子尺寸和均一性。通过FTIR、XRD、Zeta、XPS和TGA确定HA-Fe-PAP纳米粒子的结构和热稳定性。通过UV和红外相机跟踪测试发现HA-Fe-PAP纳米粒子在近红外区域都有较强的吸收,并且HA-Fe-PAP纳米粒子在808 nm激光的照射下随时间的延长温度快速升高,最高温度稳定。通过细胞实验(细胞相容性、细胞内吞、细胞活死和细胞流式实验)和动物实验(小鼠体重监测、小鼠肿瘤体积监测和小鼠肿瘤解剖)证明HA-Fe-PAP纳米粒子可以快速高效抑制和消除肿瘤细胞。总之,通过对这两种纳米粒子的一系列测试,发现它们都是优异的光热剂,可应用在光热疗法中。
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