论文部分内容阅读
金属有机骨架(metal-organic frameworks，MOFs)材料具有孔径可控性、热稳定性、比表面积大等优良特性。MOFs已经引起了材料、环保、医药等不同领域科学家的的兴趣，并得到了越来越多的应用。随着化学合成方法的改进MOFs逐渐制备成纳米级别的纳米MOFs(nano MOFs)，nanoMOFs材料在生物医学领域有着更大的应用价值。在生物医学领域中nanoMOFs涉及生物传感、分子影像、药物输送、肿瘤治疗等作用功能，并在最近几年取得了突破性进展。为了最大化的实现nanoMOFs的生物医学应用价值，需要我们不断合成新性能的nanoMOFs材料以及利用nanoMOFs材料解决生物医学领域中的治疗难题。
1.制备合适的纳米MOFs材料
基于Fe3+具有催化H2O2的特性以及肿瘤微环境由于失去了对H2O2的控制会产生多余的H2O2，因此利用Fe3+与有机配体制备纳米MIL-101(Fe)纳米粒子(NPs),催化肿瘤部位的H2O2产生·OH来杀死肿瘤细胞，来达到肿瘤治疗的目的。
2.MIL-101(Fe)NPs的降解性
制备的MIL-101(Fe)NPs的降解性是基于其pH响应性。MIL-101(Fe)NPs在中性缓冲液中能够稳定存在，在酸性缓冲中会降解，可降解的MIL-101(Fe)NPs减少了纳米材料在体内聚集的毒性，在其发挥完其功能后经过肝脏、肾脏排出体外。
3.MIL-101(Fe)NPs的微波(MW)响应性
MIL-101(Fe)NPs具有可调控的多孔结构和高比表面积，由于在多孔结构的MIL-101(Fe)NPs中的离子碰撞，促进了MW能量转换,因此MIL-101(Fe)NPs具有MW响应性的潜力。在MW的辐照下，MIL-101(Fe)NPs可以加速催化肿瘤部位的H2O2，产生大量·OH以杀死肿瘤，实现了微波增强动力疗法(MEDT)。同时，利用MIL-101(Fe)NPs的多孔结构来装载具有微波增敏性的离子液体，在MW的辐照下实现微波热疗法(MTT)。在第一个实验中将MEDT与MTT协同用于肿瘤治疗，肿瘤抑瘤率高达96.65%。
4.MIL-101(Fe)NPs的多影像功能
MIL-101(Fe)NPs本身具有磁共振成像(MRI)功能，将具有荧光的金纳米团簇(BSA-Au NCs)偶联在MIL-101(Fe)NPs的表面，得到MIL-101(Fe)@BSA-AuNCsNPs同时具有双成像功能，能够检测MIL-101(Fe)@BSA-AuNCsNPs的体内分布以及精确诊断肿瘤的部位，并且利用Fe3+的猝灭作用进一步来间接检测MIL-101(Fe)@BSA-AuNCsNPs在体内的降解过程。
5.MIL-101(Fe)NPs作为药物载体
多西紫杉醇(Dtxl)和4-苯基丁酸(PBA)在肿瘤治疗缺乏靶向性以及具有药物毒性，因而借助MIL-101(Fe)NPs作为载体来实现药物的被动靶向来实现肿瘤治疗。同时在MW、pH的双响应下，药物的释药率提高了23.7%。结合低功率的MW辐照下产生的热疗，同时作为关键要素的PBA既增加Dtxl的毒性又抑制应激热疗产生的热休克蛋白，实验结果证明抑瘤率达90.6%。
综上所述，本论文通过引入了nanoMOFs作为纳米酶以及作为药物载体实现了有效的治疗效果，表明nanoMOFs在生物医学领域在肿瘤治疗中表现出越来越大的潜力。
1.制备合适的纳米MOFs材料
基于Fe3+具有催化H2O2的特性以及肿瘤微环境由于失去了对H2O2的控制会产生多余的H2O2，因此利用Fe3+与有机配体制备纳米MIL-101(Fe)纳米粒子(NPs),催化肿瘤部位的H2O2产生·OH来杀死肿瘤细胞，来达到肿瘤治疗的目的。
2.MIL-101(Fe)NPs的降解性
制备的MIL-101(Fe)NPs的降解性是基于其pH响应性。MIL-101(Fe)NPs在中性缓冲液中能够稳定存在，在酸性缓冲中会降解，可降解的MIL-101(Fe)NPs减少了纳米材料在体内聚集的毒性，在其发挥完其功能后经过肝脏、肾脏排出体外。
3.MIL-101(Fe)NPs的微波(MW)响应性
MIL-101(Fe)NPs具有可调控的多孔结构和高比表面积，由于在多孔结构的MIL-101(Fe)NPs中的离子碰撞，促进了MW能量转换,因此MIL-101(Fe)NPs具有MW响应性的潜力。在MW的辐照下，MIL-101(Fe)NPs可以加速催化肿瘤部位的H2O2，产生大量·OH以杀死肿瘤，实现了微波增强动力疗法(MEDT)。同时，利用MIL-101(Fe)NPs的多孔结构来装载具有微波增敏性的离子液体，在MW的辐照下实现微波热疗法(MTT)。在第一个实验中将MEDT与MTT协同用于肿瘤治疗，肿瘤抑瘤率高达96.65%。
4.MIL-101(Fe)NPs的多影像功能
MIL-101(Fe)NPs本身具有磁共振成像(MRI)功能，将具有荧光的金纳米团簇(BSA-Au NCs)偶联在MIL-101(Fe)NPs的表面，得到MIL-101(Fe)@BSA-AuNCsNPs同时具有双成像功能，能够检测MIL-101(Fe)@BSA-AuNCsNPs的体内分布以及精确诊断肿瘤的部位，并且利用Fe3+的猝灭作用进一步来间接检测MIL-101(Fe)@BSA-AuNCsNPs在体内的降解过程。
5.MIL-101(Fe)NPs作为药物载体
多西紫杉醇(Dtxl)和4-苯基丁酸(PBA)在肿瘤治疗缺乏靶向性以及具有药物毒性，因而借助MIL-101(Fe)NPs作为载体来实现药物的被动靶向来实现肿瘤治疗。同时在MW、pH的双响应下，药物的释药率提高了23.7%。结合低功率的MW辐照下产生的热疗，同时作为关键要素的PBA既增加Dtxl的毒性又抑制应激热疗产生的热休克蛋白，实验结果证明抑瘤率达90.6%。
综上所述，本论文通过引入了nanoMOFs作为纳米酶以及作为药物载体实现了有效的治疗效果，表明nanoMOFs在生物医学领域在肿瘤治疗中表现出越来越大的潜力。