水溶性单壁碳纳米管肿瘤靶向给药系统的构建和热疗研究

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1、AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofDoctorConstructionandCombinationwithPhotothermalTherapyofWater-solubleSingle—walledCarbonNanotubesasTumorTargetingDrugDeliverySystemByLeiWangSupervisor：ZhenzhongZhangMedicinalChemistrySchoolofPharmaceuticalScienceApril2012●，_●●

2、■—■■●I原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：磐昏日期：二pf≥年乡月汐日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全

3、部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：f易／日期：0口，z年争月ⅫEt有机溶剂，生物相容性差严重限制了其在生物医学中的应用。因此，改善SWNTs的生物相容性是解决SWNTS生物医学应用的首要问题。由于SWNTs具有较强的跨细胞膜能力，因此适当功能化的SWNTs能够携带多种有机或无机粒子(其中包括蛋白质、核酸和化学药物等活性分子)进入细胞内部并且不表现出毒性。传统物理功能

4、化的方法，可以使碳纳米管达到分散的目的，但是物理功能化的方法经常伴随着表面活性剂毒性高、在体内容易解聚等缺点，在实际应用中十分有限。因此，构建具有肿瘤靶向性的化学功能化碳纳米管具有科学意义和广泛的应用前景。生物系统对700----1，100nm范围的近红外光具有高度透过性，而SWNTs在此范围内具有高吸收的特性，可以利用SWNTs在此范围内的光热转换特性对肿瘤进行激光热疗。将SWNTs肿瘤靶向给药系统和激光热疗联合应用可以达到更加有效的抗肿瘤作用。本论文主要构建了聚乙烯亚胺(PEI)共价功能化的SWNTs肿瘤靶向给药系统，并且研究了该给药系统在裸鼠体内和体外的抗

5、肿瘤活性作用及其联合热疗的抗肿瘤活性作用，其主要内容如下：1．SWNT-PEI的合成及表征。通过纯化、氧化、氨基化和PEI聚合化等步骤对SWNTs进行化学功能化。使用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振摘要(NMR)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、热重分析(TGA)、粒度分析(PSD)等仪器对所合成的SWNTs样品进行表征。结果表明，经过一系列的化学功能化，在SWNTs表面有聚合化的PEI形成，并且SWNTs本身的结构基本无变化，具有良好的粒径分布，能够在数星期甚至数月中保持稳定。2．SWNT-PE珧iRNA／NGR肿瘤靶向给药系统的构建。在

6、SWNT-PEI中加入一定量的二硬脂酸磷脂酰胺一聚乙二醇2000一马来酰亚胺(DSPE．PEG2000一Malcimidc)，通过兀-7【堆积连接在SWNTs上，利用其尾端的马来酰亚胺通过巯基连接含有NGR基序(天冬酰胺一甘氨酸一精氨酸，Asn-Gly．Arg)的多肽序列，使SWNTs载体系统具有肿瘤血管靶向性。通过静电相互作用，使带负电的hTERTsiRNA与SWNT-PEI载体结合形成肿瘤治疗靶向给药系统。使用紫外全波长扫描和琼脂糖凝胶电泳(AGE)确定SWNTs载体系统荷载siRNA的情况；利用荧光分光光度法检测NGR靶头的连接情况；考察靶向给药系统的载药

7、性能和稳定性。结果表明，SwNT-PEI／sil斟～NGR肿瘤靶向给药系统荷载siRNA完全，成功连接了NGR多肽靶向基团。结果表明，SWNT-PE珧i对怕／NGR肿瘤靶向给药系统具有较好的稳定性和生物相容性。3．考察SWNT-PEI／sil矾A／NGR肿瘤靶向给药系统对PC．3人前列腺癌细胞的抗肿瘤活性。使用苯磺罗丹明B(SRB)法考察空白载体对肿瘤细胞的毒性作用及靶向给药系统对肿瘤细胞存活率的影响；使用荧光显微镜考察不同时间内肿瘤细胞对载体系统的摄取情况；通过流式细胞仪分析肿瘤细胞的凋亡情况；通过RT-PCR和WesternBlotting分析细胞内hTER

8、TmRNA和蛋白的表达情