论文部分内容阅读
近年来,纳米材料作为药物载体应用成为纳米医学研究领域的重要前沿方向。其中,碳纳米管是生物医学应用比较广泛的纳米材料之一,其细胞生物学效应及生物安全性研究得到越来越多科学家的重视。然而碳纳米管怎样进出神经细胞和在细胞内的定位关系以及这些关系对细胞内外钙离子平衡影响的研究还少有报道。本论文研究目的是探究碳纳米管与细胞膜的相互作用,是否会通过对其细胞膜及亚细胞器产生影响从而影响细胞内外钙离子平衡。首先,合成了核酸修饰的荧光碳纳米管颗粒,使其有较好的水溶性。CCK-8检测发现修饰后的碳纳米管降低了细胞毒性,无毒副作用。同时,采用羧基化PS纳米小球作为实验的对照材料,采用原子力显微技术,透射电镜及动态光散射技术对这两类纳米材料进行表征,包括形貌和水合粒径分布等。结果表明SWCNTs的分散均匀且大部分以单根形式存在,碳管长度在100～300nm之间。对照纳米材料COOH-PS的呈球形颗粒状形貌,且大小分布均匀,水合粒径大小在100nm左右。此外,采用荧光共定位分析了这些纳米颗粒如何进入细胞以及在细胞内部的定位。结果表明,SK-N-SH细胞培养24小时,其进入细胞后大部分主要聚集在细胞的溶酶体细胞器；48小时后发现ssDNA-SWCNTs纳米颗粒大部分在细胞膜上。免疫荧光技术分析了溶酶体膜与细胞膜之间的LAMP-1发生交换,有可能引起纳米颗粒在细胞膜与溶酶体之间的相互交换。最后,通过研究该修饰过的碳纳米管的亚细胞定位以及与细胞膜的相互作用,采用激光共聚焦显微技术,结合体外钙离子的加入及钙离子抑制剂Tg的作用,探讨了碳纳米管对神经细胞钙离子释放的影响。结果表明ssDNA-SWCNTs能影响SK-N-SH细胞经Tg诱导后,细胞内外钙离子的平衡。该影响可能是由插入细胞膜脂的碳纳米管引起的。此外,我们利用原代神经细胞及心肌细胞作为实验模型,通过搭建的膜片钳和共聚焦联用系统,初步探索和展望后续研究碳纳米管与细胞钙离子的相互作用关系。总之,深入研究碳纳米管对细胞膜、细胞溶酶体以及钙离子浓度的变化的影响,为碳纳米管药物载体的生物学、生物医学应用奠定实验基础,为深入了解碳纳米颗粒的细胞生物学效应研究提供了科学的参考价值。