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近年来,纳米科技在生物医药领域引起了广泛的研究兴趣,基于纳米载体的药物控释体系在降低毒副作用、位点特异性运输、改善生物分布、提高治疗效率等方面展现出明显的优势。在过去的几十年里,开发功能化纳米载体应用于生物医药取得了显著的进展,可以预期,智能化纳米器件将成为下一代平台应用于诊断治疗。 金纳米笼(AuNC)具有中空的内腔、多孔的外壁以及在近红外(NIR)区域可调谐的局域表面等离子体共振峰,代表了新一代的生物医学应用平台。本论文报道了一系列基于金纳米笼的智能纳米器件,探索了其可控释放行为,评价了其疾病治疗效力。主要研究成果如下: 1.成功构建了一种基于Fe3O4@CaP包裹AuNC的智能治疗平台。这种多功能的药物输送体系将磁靶向、光热治疗和化疗整合为一体。体外细胞实验研究证明了使用这种纳米载体作为药物运输系统的可行性。结合化疗和AuNC的光热治疗将会产生协同效果,表现出更高的肿瘤凋亡效率。 2.结合NIR光编码的正交释放和“前药”激活过程实现了一种精确控释体系。酶和底物(前药)可以选择性地从不同LSPR的AuNC中释放,只有成功打开两种不同类型的AuNC胶囊时,酶反应才能够发生,这一体系可以看作AND逻辑门。此外,如果AuNC装载有同工酶或者酶抑制剂,就构成了OR或者INHIBIT逻辑门。该体系通过逻辑操作可以调控活性药物在特定区域的剂量。 3.首次将pH响应的比例荧光探针和近红外光响应的金纳米笼整合为一体,构建了一种智能的诊疗纳米医药,实现了“感知-行动-治疗”。研究结果表明,该智能纳米器件能够“感知”肿瘤:在生理条件下发射出绿色荧光,但在酸性微环境中激活红色荧光。此外,通过简单地控制近红外激光的照射功率和照射时间,该纳米器件可以提供化疗和热疗凋亡肿瘤组织。 4.开发了一种基于AuNC的双响应、螯合剂控释体系用于阿尔兹海默症的治疗。苯硼酸修饰的AuNC可以作为一种有效的载体用于H2O2响应的药物控释,基于AuNC优异的光热效应,在NIR照射下,螯合剂的释放会进一步增强。实验证明,该体系能有效抑制Aβ聚集体的形成、降低细胞内ROS含量、保护细胞免受Aβ诱导的细胞毒性。