基于“双向”Au-MnO纳米颗粒的分子成像及抗癌药物靶向性可控释放研究

On the basis of the T1 unique magnetic bright imaging mode of manganese oxide (MnO) nanoparticles and the Surface Plasmon Resonance(SPR) optical properties of gold (Au) nanoparticles, we are devoted to synthesize "bi-direction" structure Au-MnO nanoparticles through a synthetic approach of pyrolysis. Then we incorporate biocompatible PEGylated derivatives as surface modifier to modify Au-MnO nanoparticles, thus giving the nanoparticles biocompatible surface, which can realize the active targeting drug delivery, high drug loading rate and controlled release of drugs. Through the investigation of the nanoparticles surface groups and anticancer drugs of different binding modes for drug controlled release effect, the optimal drug loading methods will be found to reduce drug doses and the side effects. By means of Sk-Br-3 breast cancer cells and tumor mouse as models to study the "bi-direction" Au-MnO particles in cancer imaging diagnosis application will be explored using laser confocal microscopic imaging and magnetic resonance imaging techniques. This subject with T1 magnetic imaging, optical imaging and targeting drug controlled release in a new nanomedicine system will provide theoretical basis and technical support to accurate diagnosis and treatment for cancers.

本项目依据氧化锰(MnO)粒子独特的T1磁学变亮成像模式和金(Au)粒子特有的表面等离子体共振(SPR)光学性质，采用高温热解法在有机相中合成具有"双向"结构的Au-MnO磁光双功能纳米颗粒；利用生物相容性聚乙二醇衍生物作为表面改性剂赋予"双向"Au-MnO磁光纳米颗粒生物相容性的表面，实现主动靶向性给药、高药物负载率及药物控制释放的目标。通过考察纳米粒子表面基团与抗癌药物不同的结合方式对药物控释效果的影响，探寻最佳的药物负载方式以降低药物剂量从而减轻毒副作用。以Sk-Br-3乳腺癌细胞和肿瘤小鼠为研究模型，利用激光共聚焦显微成像和核磁共振成像技术，研究"双向"Au-MnO粒子在癌症影像诊断中的应用。本课题提出的集T1磁学成像、光学成像和药物靶向控制释放于一体的新型纳米药物将为深化癌症的早期准确诊断及治疗提供理论基础和技术支持。

本项目采用高温热解法在有机相中合成具有“双向”结构的Au-MnO磁光双功能纳米颗粒；利用生物相容性聚乙二醇衍生物作为表面改性剂赋予“双向”Au-MnO磁光纳米颗粒生物相容性的表面，实现主动靶向性给药、高药物负载率及药物控制释放的目标。通过考察纳米粒子表面基团与抗癌药物不同的结合方式对药物控释效果的影响，探寻最佳的药物负载方式以降低药物剂量从而减轻毒副作用。以Sk-Br-3乳腺癌细胞为研究模型，利用激光共聚焦显微成像，研究“双向”Au-MnO粒子在癌症影像诊断中的应用。本课题提出的集光学成像和药物靶向控制释放于一体的新型纳米药物将为深化癌症的早期准确诊断及治疗提供理论基础和技术支持。.采用本项目的合成方法，利用三价铝离子对Cu2-xS纳米材料形貌的调控和温度对Cu2-xS尺寸的影响，制备出了不同尺寸和形貌的纳米晶体。其中CuS纳米片可以作为H2O2传感器，其检测限可达到0.18uM，检测范围为5uM 到11.1uM。以六方晶相CuS为模板还原得到立方晶相Cu2S，此液相转移过程得到的Cu2S纳米晶相态发生了改变，但其形貌却没有发生改变。在甘氨酸辅助下Cu2S纳米片具有更加优异的水氧化性质，接近于商业化Ir/C (20%) 的催化性质。以NiCo2O4纳米线作为模板，制备了三维异质结构电极材料CFP/NiCo2O4/CuS，析氢性能测试过程中不需要额外引入高分子聚合物，可大大降低整体体系的电阻。该电极材料在酸性条件下的析氢性能比许多报道的非Pt贵金属材料的性能更为优越。这些工作从协同结构和电子调制两个方面为提高各种催化剂活性提供了理论基础。