靶向基于无机氧化物核壳型功能纳米复合材料合成与其性能查抄袭率怎么

摘要：癌症是严重威胁人类健康的疾病,据联合国世界卫生组织(WHO)统计,由于生活环境,饮食习惯等诸多因素,癌症发病率逐年增高,目前我国每年因肿瘤而死亡的人数达150万。而癌症的治疗却一直是医学界难以攻克的难题,为此,诸如阿霉素,紫杉醇等一系列具有良好药效的化疗药物被相继开发并运用于肿瘤的临床治疗中。但由于这些药物大多缺乏专一药理作用,不能对肿瘤细胞或组织有的放矢,在实际临床运用中有着着严重的毒副作用。这不仅给患者带来了极大的痛苦,也降低了药物的生物利用率。由此,如何实现药物的高效安全负载及可控释放已成为当今生物医学领域探讨的重点前沿和焦点之一。本论文主要针对目前抗肿瘤药物载体载药量小、功能单一等不足设计并制备了一系列基于功能聚合物的智能型药物控释系统。该类载体的优势在于其本身具有良好的生物相容性并在生物体内稳定循环,在达到指定的肿瘤部位后在特定的外部刺激条件下释放所负载的药物。与此同时,四氧化三铁(Fe304)纳米粒子的顺磁性或者表面修饰的聚合物的荧光性能还赋予该类纳米载体以磁共振造影或者荧光细胞成像功能,以而达到对肿瘤诊断及靶向治疗的双重目的。(1)设计合成了以Fe304纳米粒子为核、靶向性荧光聚合物(PMA-RBM-FA)为壳的纳米复合物(Fe3O4@mSiO2@PMA-RBM-FA)。首先合成了粒径分布均一的Fe304纳米粒子,并在其表面包裹一层介孔二氧化硅(mSiO2)以增加其生物相容性。另外合成了一种新型水溶性荧光聚合物PMA-RBM,通过KH550接枝到Fe3O4@mSiO2表面,利用mSiO2的孔道吸附性能以及亲水性荧光聚合物(PMA-RBM)的氢键负载药物,然后通过活性酯与氨基反应在复合纳米粒子表面修饰上叶酸(Fopc Acid),对叶酸高表达的肿瘤细胞实现靶向药物输送。另外,Fe3O4@mSiO2@PMA-RBM-FA通过透过性增强及滞留(EPR)效应在肿瘤组织部位富集的同时,可以方便地利用磁共振成像(MRI)以及荧光成像来作为体内以及体外诊断的工具,以而简便地实现肿瘤的诊断与治疗的双重目的。该核-壳型纳米复合物将无机纳米材料与功能性聚合物的优点相结合,改善了聚合物药物载体在体内高盐环境中循环时的不稳定性以及现有纳米材料功能比较单一的缺陷,为聚合物-无机纳米复合药物载体的进一步进展作了良好的铺垫。(2)为了更好地实现药物的pH响应智能型制约释放及磁共振造影诊断,我们在核-壳型纳米复合物的聚合物壳层引入基于缩醛结构的pH-敏感基团。首先设计合成具有良好生物相容性的pH-敏感两亲性聚合物,并在水介质中与油酸包裹的Fe304磁性纳米粒子(SPIONPs)通过疏水范德华力进行自组装,得到以Fe304核、pH-敏感两亲聚合物为壳的纳米复合物SPIONPs@PDH。该类药物载体具有良好的水相分散性,在组装历程中包裹疏水性药物并携带药物进入肿瘤部位,在肿瘤内部偏酸性环境刺激下即发生降解,疏水的Fe304磁性纳米粒子也逐渐聚集而导致MRI信号发生显著的变化,最终实现肿瘤组织的选择性MRI诊断与治疗。(3)利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)的活性可控聚合策略制约聚合物分子量及分布指数,合成含有叶酸靶向基团的pH-敏感两亲性聚合物,并与Fe304磁性纳米粒子自组装,得到结构更可控、粒径更均一的pH-敏感肿瘤靶向核-壳型纳米复合物(HAMAFA-b-DBAM-SPIONPs)。组装历程中负载的药物可由该载体靶向输送到肿瘤部位并在肿瘤内部偏酸性环境刺激下释放。在保证上一系统的良好造影诊断及药物控释性能的基础上,该纳米药物载体更有利于实现对其结构的制约和药物的靶向输送。(4)为了进一步突破纳米药物载体的载药效率,我们设计制备了具有中空介孔结构的二氧化硅(HMS)纳米粒子,其中空内腔以及介孔孔道可以极大地负载药物,以而有效提升载药量。另外,二氧化硅材料本身良好的生物相容性及表面可修饰性使其在纳米药物载体方面有更加广泛的运用前景。首先制备了疏水性荧光中空介孔二氧化硅(FOFHMS)纳米粒子,并利用范德华力将疏水性药物分子负载在其纳米内腔及孔道中,后包覆上两亲性的pH敏感靶向包裹剂起到封存药物的效果。该纳米药物载体在体内循环历程中可以选择性地富集于肿瘤细胞内并在肿瘤内部偏酸性条件刺激下实现药物的可控释放。系统中荧光素的引入赋予该纳米载体荧光造影功能,以而在输送药物的同时实现对肿瘤细胞的荧光监测与诊断。上面陈述的基于四氧化三铁和二氧化硅无机纳米粒子的纳米复合材料除了在生物医用领域有良好的运用前景之外,由于其在电容量方面的优势,经改造后也可用于锂离子电池阳极材料的制备。在锂离子电池阳极纳米复合材料制备方面开展了探讨,并取得了如下成果：(5)将柔韧性优异的中空多孔四氧化三铁纳米粒子(HM)包覆上导电性优良、柔韧性很好的石墨烯材料来弥补其充放电历程中结构不稳定性的缺陷。此外,HM具有便宜、自然界大量有着等天然优势,相比目前利用的石墨电极(372mAhg-1)具有很高的比电容。实验结果表明,通过简易的静电组装得到的锂离子阳极材料具有优异的电容(大于900mAh g-1)并保持良好的充放电循环性能(循环90次后仍保持在832mAhg-1)。(6)为了进一步提升电极材料的电容,进而提升锂离子电池的电池容量(以900mAh g-1增加到3762mAhg-1),我们将中空多孔二氧化硅通过简便的镁热还原法得到中空多孔的硅材料,然后通过简单的银镜反应将银纳米粒子修饰到中空多孔硅材料孔道及内腔,以提升硅纳米粒子间的电子导通能力。该策略通过简单的途径得到高性能的硅基阳极材料,为降低硅基阳极材料成本、提升锂离子电池容量以及实现高容量锂离子电池的工业化等提供了切实有效的途径。关键词：复合纳米材料论文靶向性论文可控释放论文磁共振造影论文锂离子电池阳极材料论文

中文摘要4-7

Abstract7-15

第一章 序言15-42

1.1 单纯纳米粒子的制备及运用介绍16-25

1.1.1 磁性纳米材料16-19

1.1.2 硅基纳米材料19-22

1.1.3 半导体量子点纳米材料22-23

1.1.4 金银等贵金属纳米材料23-25

1.2 复合纳米材料的制备及运用25-36

1.2.1 纳米掺杂的复合纳米材料25-28

1.2.2 有机功能小分子修饰的复合纳米材料28-29

1.2.3 功能聚合物组装的纳米复合材料29-30

1.2.4 非生物降解功能聚合物组装的核壳型纳米复合材料30

1.2.5 可生物降解功能聚合物组装的核壳型纳米复合材料30-36

1.3 本论文目的作用及探讨内容36-42

1.3.1 本论文选题目的作用36-37

1.3.2 本论文探讨内容37-40

1.3.3 本论新点40-42

第二章 荧光聚合物修饰的四氧化三铁纳米复合物的制备及其性能探讨42-54

摘要42

2.1 引言42-44

2.2 实验部分44-47

2.2.1 原料及试剂44

2.2.2 表征策略44

2.2.3 介孔核壳磁性纳米材料(Fe_3O_4@mSiO_2)的合成44-45

2.2.4 核壳复合纳米材料(Fe_3O_4@mSiO_2@PMA-RBM-FA)的合成45-46

2.2.5 药物负载与释放46

2.2.6 体外模拟实验46-47

2.3 结果与讨论47-53

2.3.1 纳米复合材料的性能47-51

2.3.2 复合纳米药物载体的药物负载及释放性能51-52

2.3.3 复合纳米药物载体的毒性以及药物摄取性能52-53

2.4 本章小结53-54

第三章 pH敏感两亲性聚合物修饰的四氧化三铁纳米复合物的制备及其性能探讨54-66

摘要54

3.1 引言54-56

3.2 实验部分56-60

3.2.1 原料及试剂56

3.2.2 表征策略56

3.2.3 顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPIONPs)的合成56-57

3.2.4 长链苯甲醛(DBD)的合成57

3.2.5 长链缩醛(DBA)的合成57-58

3.2.6 长链缩醛单体(DBAM)的合成58

3.2.7 两亲性聚合物DBAM-co-HEA(PDH)的合成58-59

3.2.8 PDH-SPIONPs纳米复合药物载体的制备59

3.2.9 药物负载与释放59

3.2.10 药物负载与释放59

3.2.11 体外毒性实验59-60

3.2.12 细胞对模拟药物的摄取60

3.2.13 磁共振造影实验60

3.3 结果与讨论60-65

3.3.1 纳米复合材料的性能60-65

3.4 本章小结65-66

第四章 含有叶酸靶向基团的pH敏感嵌段共聚物修饰的四氧化三铁纳米复合物的合成及其性能探讨66-79

摘要66

4.1 引言66-68

4.2 实验部分68-71

4.2.1 原料及试剂68-69

4.2.2 氰基苯甲酸硫代酯(CAD)RAFT试剂的合成69

4.2.3 长链缩醛单体(DBAM)的合成69-70

4.2.4 嵌段两亲聚合物(HAMA-b-DBAM)的合成70

4.2.5 叶酸修饰的嵌段两亲聚合物(HAMAFA-b-DBAM)的合成70-71

4.3 结果与讨论71-78

4.3.1 HAMAFA-b-DBAM嵌段聚合物的合成71-72

4.3.2 HAMAFA-b-DBAM嵌段聚合物包裹的磁性纳米粒子的合成72-73

4.3.3 复合纳米药物载体的药物负载及释放性能73-74

4.3.4 复合纳米药物载体的毒性以及药物摄取74-77

4.3.5 体外磁共振造影测试77-78

4.4 本章小结78-79

第五章 pH敏感聚合物修饰的中空介孔二氧化硅纳米复合物的制备及其性能探讨79-91

摘要79

5.1 引言79-81

5.2 实验部分81-85

5.2.1 原料及试剂81

5.2.2 中空介孔二氧化硅的制备81

5.2.3 疏水性FITC修饰的中空介孔二氧化硅(OFHMS)81

5.2.4 长链苯甲醛(DBD)的合成81-82

5.2.5 长链缩醛(DBA)的合成82

5.2.6 单BOC保护4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺(BOC-TDA)的合成82-83

5.2.7 叶酸修饰的4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺(FA-TDA)的合成83-84

5.2.8 靶向pH敏感包裹剂(FATsTDBA)的合成84

5.2.9 药物负载与释放84

5.2.10 细胞培养84-85

5.2.11 体外毒性实验85

5.2.12 细胞对模拟药物的摄取85

5.3 结果与讨论85-90

5.4 本章小结90-91

第六章 石墨烯包裹的中空介孔四氧化三铁高性能 锂离子电池阳极材料91-102

摘要91

6.1 引言91-93

6.2 实验部分93-94

6.2.1 电化学性能测试93

6.2.2 中空介孔四氧化三铁(HM)纳米粒子的合成93

6.2.3 石墨烯包裹的中空介孔四氧化三铁(G-HM)纳米粒子的合成93-94

6.2.4 制备的纳米材料的表征94

6.3 结果与讨论94-101

6.3.1 制备的G-HM纳米材料的结构表征94-98

6.3.2 制备的G-HM纳米材料的电化学性能98-101

6.4 本章小结101-102

第七章 纳米级中空多孔硅基锂离子电池阳极材料102-111

摘要102

7.1 引言102-103

7.2 实验部分103-104

7.2.1 电化学性能测试103

7.2.2 制备的纳米材料的表征103-104

7.3 结果与讨论104-110

7.4 本章小结110-111

第八章 全文总结111-114

8.1 全文总结111-112

8.1.1 用于肿瘤诊断及治疗的生物医用材料111-112

8.1.2 锂离子电池阳极材料112

8.2 不足与展望112-114