【摘 要】
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目前,随着新兴纳米技术的迅速发展以及对生物学的深入了解,肿瘤、细菌治疗策略的进展已逐渐由传统的单一治疗模式向多模式联合治疗转变。在本课题的研究中,我们合成了一种Janus纳米异质结构材料并将其用于肿瘤和细菌的光热/NO气体联合治疗研究,具体的研究内容如下:1、Janus纳米异质结构的设计合成及其光热/一氧化氮联合抗肿瘤研究本部分内容,首先利用改良的“种子媒介法”合成了金纳米星-中空聚多巴胺（GNS
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目前,随着新兴纳米技术的迅速发展以及对生物学的深入了解,肿瘤、细菌治疗策略的进展已逐渐由传统的单一治疗模式向多模式联合治疗转变。在本课题的研究中,我们合成了一种Janus纳米异质结构材料并将其用于肿瘤和细菌的光热/NO气体联合治疗研究,具体的研究内容如下:1、Janus纳米异质结构的设计合成及其光热/一氧化氮联合抗肿瘤研究本部分内容,首先利用改良的“种子媒介法”合成了金纳米星-中空聚多巴胺（GNS/HPDA）Janus纳米异质材料。具体合成步骤为:（1）利用模板法合成中空聚多巴胺纳米材料（HPDA）;（2）对HPDA表面进行巯基化处理,合成表面巯基化的HPDA（HPDA-SH）;（3）合成球形小颗粒金纳米材料（Au NPs）;（4）将HPDA-SH与Au NPs结合制备获得金纳米颗粒/中空聚多巴胺纳米复合材料（Au NPs/HPDA）;（5）以Au NPs/HPDA为“种子”,利用经典的“种子媒介法”合成GNS/HPDA Janus纳米异质结构,该结构同时具备了金纳米星（GNS）优良的光热效应及聚多巴胺纳米材料（HPDA）的中空特性,可以实现高效的药物负载和光热治疗应用。然后,将NO供体材料N,N-二仲丁基-N,N-二亚硝基-1,4-苯二胺（BNN6）负载于GNS/HPDA Janus纳米异质材料的中空结构中,制备多功能GNS/HPDA-BNN6 Janus纳米材料。紫外分光光度计、TEM等结果证实了GNS/HPDA-BNN6 Janus纳米材料的成功合成,光热测试结果表明,该材料具有在808nm近红外光照射下优良的光热性能。结合Griess测试法,证实该材料在808 nm激光照射条件下的NO可控释放性能。体外细胞毒性测试、活死细胞染色、细胞凋亡、细胞内NO的荧光检测等研究结果表明,GNS/HPDA-BNN6材料具有良好的生物相容性,在808 nm激光照射条件下显示出高效的光热/NO协同抑制肿瘤细胞的性能。体内肿瘤裸鼠试验进一步验证了GNS/HPDA-BNN6材料的光热/NO联合高效抑制肿瘤性能。2、基于Janus纳米异质结构的光热/一氧化氮联合抗菌研究本部分内容,进一步研究了GNS/HPDA-BNN6 Janus纳米材料对细菌、特别是耐药菌的光热/NO联合抑制效果。平板计数法、死活细菌染色法等研究结果表明,在808 nm近红外光的照射条件下,GNS/HPDA-BNN6 Janus纳米材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌具有显著的抑制效果;结晶紫染色法及三维激光共聚焦显微实验结果表明,GNS/HPDA-BNN6 Janus纳米材料对三种菌形成的生物膜也具有显著的光热/NO联合破坏作用。通过胞外e DNA泄漏实验、凝胶电泳检测DNA损失、ROS检测、GSH水平检测、活死细胞染色、细菌膜完整性检测、NO释放检测等对GNS/HPDA-BNN6Janus纳米材料的光热/NO协同抗菌机制进行了系统研究,研究结果表明:光热/NO联合治疗一方面可以通过破坏细菌细胞膜导致细菌核质的溢出;另一方面,通过降低细菌胞内GSH含量、产生大量ROS,造成细菌核质的损伤而达到杀死细菌的目的。
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