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树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的合成、表征及其CT成像应用

作　者: 方逸
导　师: 史向阳
学　校: 东华大学
专　业: 生物化工
关键词: 聚酰胺-胺树状大分子硫化铋纳米颗粒生物相容性 X-射线衰减 CT成像
分类号: O614.532
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 53次
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内容摘要

纳米材料由于具有许多独特的性质,近年来在光电子、催化和生物医学等领域受到了极大的关注。其中在生物医学领域,纳米材料作为成像探针,得到了越来越多的应用。CT成像具有高密度和高空间分辨率,几乎能用于所有组织的检测,因此已经成为最常见的医学成像工具之一,在医院被广泛应用。但是,目前临床上普遍采用的基于有机小分子碘的造影剂(如碘海醇)具有一些缺点,如循环时间短、具有肾脏毒性、无特异性等,限制了它的应用。因此,人们开始尝试寻找其他的金属元素,来代替碘应用于CT成像。铋元素具有比碘更高的原子序数,导致了它具有更高的x-射线衰减系数,在理论上能提高CT成像的对比度。因此,硫化铋纳米颗粒有望成为一种新型的造影剂应用于CT成像。本文中,我们尝试利用末端为羟基的第四代聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子(G4.NGlyOH)为稳定化试剂,合成树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒(Bi2S3 DSNPs)。合成产物用紫外—可见分光光度计(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、能量分散谱(EDS)、X-射线光电子能谱(XPS)进行表征。结果显示已经成功合成了树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒,并且通过改变铋盐和树状大分子的摩尔比,合成了一系列尺寸介于7-9 nm的Bi2S3 DSNPs。合成的Bi2S3 DSNPs的生物相容性通过细胞毒性和血液相容性试验进行评价。MTT实验和溶血实验结果表明,Bi2S3 DSNPs在给定的浓度范围内具有良好的生物相容性。此外,我们对合成的Bi2S3 DSNPs进行了x-射线衰减性能测试。测试结果表明,在相同活性元素浓度条件下,Bi2S3 DSNPs的x-射线衰减强度大大高于碘海醇的X-射线衰减强度。我们还对Bi2S3 DSNPs进行了KB细胞体外CT成像测试,结果表明Bi2S3 DSNPs可实现细胞CT成像。最后,我们将Bi2S3 DSNPs注射到兔子皮下,进一步测试Bi2S3 DSNPs的CT成像能力。实验结果显示,皮下注射Bi2S3 DSNPs能显著提高注射区域的CT成像对比度。以上研究结果表明,这种生物相容性良好的Bi2S3 DSNPs有望成为一种高效的CT成像造影剂,应用于医学分子影像学。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-26
  1.1 前言  11
  1.2 纳米材料的特性和应用  11-13
    1.2.1 纳米材料的特性  11-12
    1.2.2 纳米材料的应用  12-13
  1.3 CT成像技术  13-14
    1.3.1 CT成像的原理  13-14
    1.3.2 CT造影剂  14
  1.4 硫化铋纳米材料  14-16
    1.4.1 硫化铋纳米材料的制备方法  15-16
    1.4.2 目前存在的问题  16
  1.5 树状大分子的研究进展  16-22
    1.5.1 树状大分子的概念  16-17
    1.5.2 树状大分子的研究历史  17-19
    1.5.3 树状大分子的合成方法  19-20
    1.5.4 树状大分子的结构特点  20-21
    1.5.5 树状大分子的性质和应用  21-22
  1.6 树状大分子/无机复合纳米粒子  22-24
    1.6.1 树状大分子的模板作用  22-23
    1.6.2 树状大分子/金属复合纳米粒子  23
    1.6.3 树状大分子/双金属复合纳米粒子  23-24
    1.6.4 树状大分子/金属化合物复合纳米粒子  24
  1.7 本课题的研究意义及研究内容  24-26
第二章树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的合成及表征  26-37
  2.1 引言  26
  2.2 实验部分  26-29
    2.2.1 实验材料与试剂  26-27
    2.2.2 实验仪器  27
    2.2.3 树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的合成  27-28
    2.2.4 树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的表征方法  28-29
  2.3 结果与讨论  29-36
    2.3.1 树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的合成与储存  29-31
    2.3.2 树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的表征  31-36
  2.4 本章小结  36-37
第三章树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的生物相容性评价  37-50
  3.1 引言  37-39
  3.2 实验部分  39-42
    3.2.1 实验材料与试剂  39
    3.2.2 实验设备  39-40
    3.2.3 细胞毒性试验  40-41
    3.2.4 血液相容性测试  41-42
  3.3 结果与讨论  42-49
    3.3.1 材料的细胞毒性评价  42-48
    3.3.2 材料的血液相容性评价  48-49
  3.4 本章小结  49-50
第四章树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒用于CT成像的可行性研究  50-58
  4.1 引言  50
  4.2 实验部分  50-53
    4.2.1 实验材料与试剂  50-51
    4.2.2 实验设备  51-52
    4.2.3 Bi_2S_3 DSNPs溶液的X-射线衰减性能测试  52
    4.2.4 细胞CT成像测试  52-53
    4.2.5 DSNP20兔子皮下CT成像  53
  4.3 结果与讨论  53-56
    4.3.1 X-射线衰减性能测试结果  53-54
    4.3.2 DSNP20处理的KB细胞CT成像测试结果  54-55
    4.3.3 DSNP20兔子皮下CT成像结果  55-56
  4.4 本章小结  56-58
第五章结论与展望  58-60
  5.1 结论  58-59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-65
攻读硕士研究生期间的研究成果  65-66
致谢  66

树状大分子稳定的硫化铋纳米颗粒的合成、表征及其CT成像应用

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