比率荧光氧气纳米探针的制备及其性能研究

论文摘要

具有磷光发射性能的过渡金属配合物（如Pt、Ir、Ru等）是在生物医学领域内应用广泛的一类光学氧气探针。然而,在基于荧光强度进行氧气检测时,探针分子的单波长发射易受入射光源、探测器及分布不均匀等因素的影响而产生误差。解决上述问题的策略之一是引入对氧气不敏感的荧光分子,以比率荧光的形式对探测信号进行内校准。稀土配合物具有谱线窄、斯托克斯位移大等优点,且发光强度几乎不受氧气浓度的影响,因此是参比分子的最佳候选之一。金属配合物小分子在复杂的生理环境中易受到荷电离子、生物分子等的攻击而稳定性降低。将金属配合物分子与纳米粒子结合,利用颗粒基质或表面偶联基团来保护荧光分子,则不啻为一种有效的策略。本论文选用具有联吡啶支链的聚苯乙烯嵌段共聚物为母体,分别与Ru和Tb配合物进行配位,而后基于二者利用再沉淀法制备了水溶性纳米粒子,对其比率荧光性能、氧气敏感特性及生物兼容性进行了研究。主要工作内容如下:1、首先合成了乙酰丙酮铽配合物（Tb（ACAC）3）,之后与具有联吡啶支链的聚苯乙烯嵌段共聚物进行反应,合成了含铽配合物高分子（Tb-Poly）。利用核磁氢谱、分光光度计和荧光光谱仪等对所制备的高分子进行了表征,证明Tb配合物的确已与高分子配位;2、基于含钌配合物高分子（Ru-Poly）和Tb-Poly,利用再沉淀法制备纳米粒子并进行了表征。纳米粒子水合粒径约100nm,表面荷正电。在300 nm和450nm波长分别激发下,纳米粒子呈现出绿红双波长发射特性,红光强度随溶解氧浓度的增加而降低,而绿光的发射强度则基本保持稳定。利用Stern-Volmer公式对纳米粒子比率荧光强度与溶氧浓度关系进行了研究。同时也对纳米粒子的温敏特性进行了探究。基于MTT法对所制备的纳米粒子的生物兼容性进行了研究,当给药浓度低于33μg/mL时,细胞的活性基本不受影响。基于共聚焦成像对纳米粒子在二维平面细胞和三维肿瘤细胞球的摄取情况分别进行了研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
•   1.1 光学氧气探针的监测机制
•   1.2 基于金属配合物氧探针的设计概况
•   1.3 比率荧光氧气传感器的研究意义
•   1.4 论文的选题依据及主要研究内容
• 第2章 铽配合物高分子的合成及结构分析
•   2.1 实验试剂与仪器设备
•   2.2 乙酰丙酮铽的合成及表征
•     2.2.1 合成方法与步骤
•     2.2.2 光谱性质
•   2.3 含铽配合物高分子的合成及表征
•     2.3.1 合成方法与步骤
•     2.3.2 结构表征
•     2.3.3 光谱性质
•   2.4 本章小结
• 第3章 比率荧光氧气纳米探针的制备及光学性能
•   3.1 纳米粒子的制备
•     3.1.1 含铽配合物高分子纳米粒子的制备
•     3.1.2 含钌配合物高分子纳米粒子的制备
•     3.1.3 铽-钌共掺纳米粒子的制备及优化
•   3.2 比率荧光氧气纳米探针的性能研究
•     3.2.1 形貌及表面电势表征
•     3.2.2 荧光氧气敏感特性研究
•     3.2.3 荧光温敏特性研究
•   3.3 本章小结
• 第4章 比率荧光氧气纳米探针的生物相容性
•   4.1 细胞毒性检测
•   4.2 细胞内的荧光成像
•     4.2.1 二维细胞中纳米探针的荧光成像
•     4.2.2 三维细胞肿瘤球的培养及细胞内氧敏感测试
•   4.3 本章小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵武星

导师: 彭洪尚

关键词: 铽配合物,钌配合物,比率荧光,纳米探针,氧敏感

来源: 中央民族大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,生物医学工程

单位: 中央民族大学

分类号: R318

总页数: 47

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