抗生素功能化纳米粒子的制备及其应用于肿瘤细胞及细菌杀伤研究

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癌症和病原菌感染一直威胁着人们的生命健康安全。抗生素作为传统的抗菌小分子,由于其固有的抗菌活性被广泛应用于病原菌感染治疗。此外,一些抗生素本身还具有识别特定病原菌的能力或光动力活性。因此,基于抗生素分子的多功能性,结合纳米材料的相关特性,构建多功能纳米材料,以发展抗肿瘤抗菌的新方法,对于生物医学及人类生命健康研究具有重要意义。本论文结合抗生素的光动力活性和DNA良好的生物相容性制备了DNA纳米粒子,并使其应用于肿瘤细胞杀伤;结合抗生素的靶向识别细菌能力和化学发光共轭聚合物纳米粒子(CLCPN)的光动力活性,制备了抗生素修饰的化学发光共轭聚合物纳米粒子,研究了其在大肠杆菌的靶向光动力杀伤中的应用。具体研究内容如下:一、诺氟沙星(Norf)功能化DNA纳米粒子的制备及其靶向光动力杀伤人乳腺癌细胞(MCF-7)研究。设计叶酸修饰的DNA,使其与Norf通过Gd3+的螯合作用组装,制备了DNA纳米粒子。DNA纳米粒子以Norf作为光敏剂,通过叶酸分子靶向结合到MCF-7表面,使用405 nm蓝光灯照射纳米材料,使其产生活性氧(ROS),并应用于MCF-7细胞的靶向光动力杀伤。结果表明,在一定强度光照和用量条件下,制备的纳米材料可实现肿瘤细胞的高效光动力杀伤。方法拓展了抗生素Norf的应用,为抗肿瘤研究提供了新数据。二、多粘菌素B(PMB)功能化化学发光纳米粒子靶向光动力杀伤大肠杆菌研究。通过纳米再沉淀法,合成了叠氮基团修饰的化学发光共轭聚合物纳米粒子。然后通过酰胺反应和点击连接反应将PMB修饰到聚合物纳米粒子表面,构建了PMB功能化的化学发光共轭聚合物纳米粒子。利用PMB对革兰氏阴性菌的特异识别能力,将功能化化学发光共轭聚合物纳米粒子靶向结合到大肠杆菌表面。基于血红素催化H2O2-鲁米诺化学发光体系,通过化学发光能量转移激发聚芴类共轭聚合物PEPV。同时,PEPV又将能量转移给噻吩类寡聚物BFTB,使BFTB受到激发而产生ROS,实现了E.coli的靶向光动力学杀伤。该方法利用PMB作为靶向分子,结合化学发光光动力治疗,无需外加光源,为化学发光共轭聚合物纳米粒子靶向杀伤大肠杆菌提供了可能。
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