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目的:癌症作为一类高死亡率疾病,严重危害患者的身体健康。传统癌症治疗手段存在治疗效果不佳、愈合时间长、副作用强等缺陷。随着纳米技术的发展,纳米材料作为一种新兴的抗癌纳米制剂,有望解决传统治疗手段的不足,为癌症治疗提供了新思路。石墨相氮化碳作(g-C3N4)为一种新型碳纳米材料,因其具有丰富的表面官能团、优良发光性能、较低毒性、较好生物相容性等优点而备受关注,已被广泛应用于光催化、生物传感、荧光标记、活体成像、药物递送和癌症治疗等领域。本文为解决手术、放疗、化疗等治疗癌症手段所存在的缺陷,制备了两种石墨相氮化碳纳米复合材料。构建了银纳米粒/聚多巴胺/氮化碳纳米复合物(Ag/PDA/C3N4),把Ag/PDA/C3N4作为联合治疗纳米复合物,用于在660 nm激光照射下的癌细胞光动力/光热联合治疗。制备了铜离子/聚多巴胺/氮化碳量子点纳米复合材料(Cu/PDA/CNQDs),考察了Cu/PDA/CNQDs在体外、细胞和动物水平的生物安全性和光动力/化学动力联合治疗效果。在癌症治疗过程中Ag/PDA/C3N4和Cu/PDA/CNQDs纳米复合材料的使用,为用于癌症联合治疗的多功能纳米复合材料构建提供新思路。方法:本文将银纳米粒、聚多巴胺与石墨相氮化碳纳米片进行组装制备了Ag/PDA/C3N4;将铜离子、聚多巴胺与石墨相氮化碳量子点结合,制备了Cu/PDA/CNQDs。通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、荧光光谱、Zeta电位分析仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对所制备纳米复合材料的理化性质、形貌特征、光学性质及元素组成进行了表征。通过热成像仪考察Ag/PDA/C3N4的光热性能及热循环稳定性。使用ROS探针(DPBF和DCFH-DA)探究Ag/PDA/C3N4和Cu/PDA/CNQDs在体外及细胞中ROS的生成能力。使用四甲基偶氮噻唑蓝(MTT)法和Calcein-AM/PI活细胞/死细胞双染法考察Ag/PDA/C3N4和Cu/PDA/CNQDs的细胞毒性及对癌细胞的治疗效果。采用激光共聚焦成像(CLSM)观察Ag/PDA/C3N4和Cu/PDA/CNQDs在细胞内的摄入情况。通过小鼠模型实验探究Cu/PDA/CNQDs在活体水平对肿瘤的治疗及成像能力,使用苏木素-伊红(HE)染色、血液生化分析、血常规等手段评估Cu/PDA/CNQDs的生物安全性及对肿瘤治疗效果。结果:表征结果证明Ag/PDA/C3N4和Cu/PDA/CNQDs的成功合成。MTT实验及溶血实验均表明两种纳米复合物具有良好的生物相容性。Ag/PDA/C3N4经660 nm近红外光辐照后,可产生大量活性氧(ROS),具有良好的光动力性能。在激光辐照下,可释放大量热量,Ag/PDA/C3N4溶液温度由24.8℃上升到54.3℃,表现出良好的光热能力及光热稳定性,Ag/PDA/C3N4的光热转化效率为51.24%。人正常肝细胞L-02及乳腺癌细胞MCF-7摄入实验表明,Ag/PDA/C3N4可选择性进入癌细胞。MTT实验及Calcein-AM/PI活细胞/死细胞双染法证实,经激光辐照后Ag/PDA/C3N4对癌细胞产生明显的杀伤效果。Ag/PDA/C3N4的光动力与光热效果联合使用,可有效引起癌细胞死亡。Cu/PDA/CNQDs中由于铜离子的存在,可与H2O2发生类芬顿反应,在体外及癌细胞微环境内均产生大量羟基自由基,用于化学动力治疗。Cu/PDA/CNQDs经660 nm激光照射后,在细胞内/外均产生大量ROS,可用于光动力治疗。MTT实验、Calcein-AM/PI活细胞/死细胞双染法、流式细胞实验及荷瘤小鼠实验证实Cu/PDA/CNQDs可在细胞及动物水平有效杀伤癌细胞,治疗肿瘤。小鼠经尾静脉注射Cu/PDA/CNQDs后,在肿瘤部位可观察到荧光,荧光信号强度在6 h达到最强。小鼠主要器官组织切片HE染色,血液生化分析、血常规检查均表明Cu/PDA/CNQDs具有良好的生物相容性。结论:本文成功构建了两种石墨相氮化碳纳米复合材料,将其应用于肿瘤的联合治疗。Ag/PDA/C3N4在近红外区域有良好的紫外吸收,经660 nm激光辐照生成ROS及大量热量,对MCF-7细胞具有明显的光毒性,可有效诱导肿瘤细胞死亡,实现光动力/光热联合治疗。Cu/PDA/CNQDs经激光辐照可产生大量ROS进行光动力治疗。在H2O2存在条件下,Cu/PDA/CNQDs催化H2O2产生羟基自由基进行化学动力治疗。细胞及动物模型实验均表明Cu/PDA/CNQDs具有良好的荧光成像能力、优异的生物相容性和显著的抗肿瘤效果。Cu/PDA/CNQDs能有效诱导MCF-7细胞凋亡,实现肿瘤的光动力/化学动力联合治疗。石墨相氮化碳纳米复合物经过合理设计,可实现多种治疗方法协同治疗肿瘤。这些工作为纳米复合物的肿瘤多模式联合治疗提供借了鉴思路,具有良好的应用前景。