【摘 要】
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近年来,金纳米粒子由于其可调的局部表面等离子体激元共振(LSPR)特性以及良好的生物相容性而受到越来越多的关注,在肿瘤治疗、医学成像、药物递送等多个生物医学领域都有应用。目前,金纳米粒子大多数是通过在溶液中进行化学反应得到的,这种自下而上的方法成本低廉、生产效率高,但是很难精确独立地控制纳米粒子的形状、尺寸和组成,而金纳米粒子的理化性质是和这些参数息息相关的,在某种程度上防碍了它的应用。为了解决这
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近年来,金纳米粒子由于其可调的局部表面等离子体激元共振(LSPR)特性以及良好的生物相容性而受到越来越多的关注,在肿瘤治疗、医学成像、药物递送等多个生物医学领域都有应用。目前,金纳米粒子大多数是通过在溶液中进行化学反应得到的,这种自下而上的方法成本低廉、生产效率高,但是很难精确独立地控制纳米粒子的形状、尺寸和组成,而金纳米粒子的理化性质是和这些参数息息相关的,在某种程度上防碍了它的应用。为了解决这一问题,本文将目光转向了基于微纳加工的自上而下的方法,这种方法相对于自下而上的方法来说,具有可重复可控的特点,通过调整工艺参数可以对纳米粒子的形状、尺寸和组成进行精确控制,这意味着我们可以根据需求定制想要的纳米粒子。在众多的微纳加工方法中,纳米压印具有分辨率高、形貌可控、成本低、效率高的优点,可以用于批量生产,具有很好的应用前景。因此本文开发了一种基于纳米压印三层胶工艺的制备单分散金纳米粒子的简便可重复的方法,并且结合干法刻蚀、真空蒸镀等常见的微纳加工手段,成功制备出了呈规整圆盘状的单分散金纳米粒子。经过m PEG-SH表面改性之后,金纳米粒子在水溶液中表现出了良好的分散性和稳定性,并且在1000-1400 nm的波长区域(近红外二区)有着比较强烈和持续的吸收,最大吸收波长在1143 nm左右。经计算,该纳米粒子在1064 nm波长处的摩尔消光系数为4.24×1011 M-1 cm-1,在同类纳米粒子中处在比较高的水平,说明本文制备的纳米粒子具有很好的光响应能力。紧接着以小鼠乳腺癌细胞(4T1)和人正常肝细胞株(L02)作为实验对象,分别从肿瘤细胞和正常细胞的角度考察了纳米粒子的安全性,MTT试验结果表明该金纳米粒子具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性。电子计算机断层扫描(CT)成像是临床上常见的诊断成像手段之一,金纳米材料由于较强的X射线吸收能力可以作为CT成像的造影剂。本文用制得的金纳米粒子进行了体内外的CT成像研究,实验结果表明,本文制备的金纳米粒子具有良好的增强造影效果,可以有效提高肿瘤区域和周围组织的成像对比度,并且纳米粒子的浓度越高提升的效果越好。此外,本文还探究了金纳米粒子在肿瘤光热治疗中的应用,分别对其在体外和体内的光热效果进行了测试。实验结果显示本文制备的金纳米粒子表现出了良好的升温性能,能够快速有效地吸收激光并将其转换成热能,而且粒子的浓度越大升温越快,最后能够达到的温度也更高。在实验中,小鼠肿瘤部位经过1064 nm的近红外光照射仅仅2 min即可升高17℃左右,可以很轻易地超过肿瘤细胞的耐受温度。通过监测在激光照射过程中小鼠肿瘤部位的温度变化,可以对肿瘤部位实现实时红外热成像,在某种程度上实现了肿瘤的可视化。而且本文制得的的纳米粒子在经过激光辐照后没有发生明显的形变,可以在长期使用中保持稳定的发挥。本文所制备的金纳米粒子可以有效地增强CT影像对比度,同时还具有较好的光热性能,为癌症诊疗一体化提供了新思路。
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