111789字博士毕业论文普鲁士蓝纳米材料在医疗中的应用研究
论文类型：博士毕业论文
论文字数：111789字
论点：普鲁士,生物,传感器
论文概述：
本文是医学技术博士论文，本课题研究的基于普鲁士蓝纳米材料的生物传感器模型、光热剂和磁靶向纳米诊疗剂有潜力在疾病的现场即时诊断和癌症治疗中发挥重要作用，有望解决其它多数纳米
论文正文：
第一章本体论
生物传感器的生物医学应用满足了现代医学诊断快速发展的需要。生物传感器在医学诊断方面有许多优势，[30]。首先，生物分子与其目标物质有很高的亲和力。例如，抗体可以有效捕获抗原，它们的解离常数通常可以小到纳摩尔，灵敏度极高。其次，生物识别反应的特异性极高，例如酶与其底物的关系就像锁与钥匙的关系，因此生物传感器具有较高的选择性。随着现代电子工业的快速发展，更容易开发便宜且随时可以使用[28]的便携式传感器设备。这些生物传感器将提高医院检测病原体或进行基因分析的能力。最重要的是生物传感器非常适合临床现场的实时诊断，操作简单。操作员一般不需要特殊培训，也不需要掌握某些专业知识。因此，生物传感器相对更容易被公众推广和接受，[19，27]。生物传感器的类型根据生物识别的部分进行分类，可以分为酶生物传感器和免疫生物传感器，其中酶生物传感器是研究最多的类型。生物传感器也可以根据传感器部件进行分类，其中电化学传感器是使用最广泛的传感器[28，31]。这种传感器具有最大的便携性潜力。几乎所有商业化的生物医学生物传感器都是电化学生物传感器。
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第二章实验材料和方法
2.1实验材料、试剂和仪器
其他常规材料和试剂均为中国制造，使用前未经进一步加工。实验中使用的水是去离子水(18.2米ω·厘米)，由毫-质系统制备。用于电化学测定的电解质是含有0.1摩尔/升KCl (0.05摩尔/升，酸碱度=6.5)的磷酸盐缓冲溶液。重氮树脂是通过文献[53]中报道的方法合成的。
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飞利浦3T集成核磁共振成像扫描仪飞利浦-14B464A荷兰[飞利浦医疗公司/Br/][/ 制备步骤如下:将0.010克羧基化多壁碳纳米管超声分散在100毫升含有0.20克氯化铁、0.26克K3[铁(氯化萘)6]和1.1克KCl的水溶液中30分钟，用0.1摩尔/升盐酸溶液将其酸碱度调节至1.5。将上述混合溶液在室温下搅拌12小时，然后用450纳米聚碳酸酯膜过滤，洗涤并收集聚碳酸酯多壁碳纳米管，最后将聚碳酸酯多壁碳纳米管置于true 空干燥箱中，在50℃下干燥12小时。在电极改性之前，电极表面依次用平均粒度为0.3和0.05微米的氧化铝粉末抛光，然后将电极分别置于去离子水和无水乙醇中10分钟，最后在室温下干燥。称取一定量的普鲁士蓝沉积的碳纳米管复合物，在超声波作用下分散在0.5毫升0.25%壳聚糖溶液中15分钟。然后，80。向上述溶液中加入10微升异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)，并将混合溶液剧烈搅拌4小时。搅拌4小时后，进一步加入一定量的葡萄糖氧化酶(GOx)，并在4℃下缓慢搅拌1.5小时。
第三章普鲁士蓝作为医学诊断用溶胶-凝胶生物传感器的研究...................33
3.1导言..............................33
3.2生物敏感膜的制备……33
3.3生物敏感膜的表征................35
第四章普鲁士蓝结合同位素光交联用于高灵敏生物传感器诊断的研究……53
4.1导言..............................53
4.2光交联自组装敏感膜修饰电极的构建................53[/溴/] 4.3光交联自组装生物敏感膜的表征..............................55
第五章普鲁士蓝作为新一代医疗光热转换剂的研究..............................71
5.1导言................................71
5.2普鲁士蓝纳米粒子和金纳米棒的制备..............................71
第6章整合诊疗的普鲁士蓝纳米诊疗剂研究
6.1简介
普鲁士蓝纳米材料具有优异的电催化性能，能高效催化H2O2的还原。此外，即使存在干扰物质，这种催化作用仍具有高特异性，因此普鲁士蓝通常被称为“人工过氧化物酶”，并广泛用于构建生物传感器[15，106，114]。碳纳米管具有sp2杂化碳骨架结构，因此它们具有优异的金属、半导体和超导电子导电性，也在生物传感器领域引起了[41]的极大关注。本章针对上述问题，以血糖电化学生物传感器为医学诊断的经典研究模型，构建了血糖生物传感器模型。该传感器基于敏感膜中普鲁士蓝对酶反应产生的H2O2的高效催化作用，可用于检测血糖浓度。3-异氰酸根丙基三乙氧基硅烷(ICPTES)同时作为葡萄糖氧化酶(GOx)和壳聚糖(CS)的共价偶联剂和溶胶-凝胶前体，酶通过共价键牢固固定，也为酶提供了生物相容性微环境。同时，普鲁士蓝沉积的碳纳米管被掺杂到溶胶-凝胶中作为电化学介质，以提高其电导率和低电位检测性能。血糖生物传感器模型可以为构建其他类似的医学诊断生物传感器搭建平台。
6.2磁性普鲁士蓝纳米粒子的制备
实验中，将一定量的异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、壳聚糖和普鲁士蓝沉积的碳纳米管复合材料混合，室温下剧烈搅拌4 h，搅拌过程中，异氰酸酯基团随后与一定量的溶胶和葡萄糖氧化酶在4℃下混合，缓慢搅拌1.5 h，搅拌过程中，异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷中的异氰酸酯基团容易与葡萄糖氧化酶中任选氨基酸残基(赖氨酸)上的氨基偶联然后将复合溶胶滴在玻碳电极表面，制备普鲁士蓝-碳纳米管-壳聚糖-二氧化硅溶胶-凝胶生物敏感膜修饰电极。
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结论
为了进一步实现基于普鲁士蓝纳米材料的靶向诊疗一体化，本课题以超顺磁性Fe3O4纳米粒子为核心，在表面生长一层直径约为5纳米的普鲁士蓝纳米壳。核壳纳米粒子由于其独特的核壳结构，具有良好的近红外热效应。体外细胞实验表明，纳米粒子通过其磁靶向效应可以显著增强人宫颈癌细胞的光热消融效果。同时，纳米粒子还具有良好的T2加权成像效果，横向弛豫值为58.9/(s毫摩尔/升)。因此，结合磁靶向光热治疗的多功能磁靶向纳米诊疗剂在癌症治疗中具有靶向诊疗一体化的突出优势。因为普鲁士蓝在生物学上安全可靠，制备简单，价格低廉。本课题研究的基于普鲁士蓝纳米材料、光热剂和磁靶向纳米诊断治疗剂的生物传感器模型，有望在疾病现场实时诊断和癌症治疗中发挥重要作用，有望解决大多数其他纳米材料不安全、价格昂贵和制备复杂的生物医学问题，具有很大的研究和应用前景。普鲁士蓝纳米材料将为医疗诊断和治疗开辟一类更安全、更高效的材料，从而促进基于纳米材料的医疗诊断和治疗的发展。
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参考文献(省略)
