劉春桃創(chuàng)新答辯ppt

1、磁化PEG-PCL納米膠束研究答辯人：劉春桃導(dǎo)師：帥心濤教授1內(nèi)容概要致謝實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)討論實(shí)驗(yàn)部分背景介紹2惡性腫瘤治療現(xiàn)狀 癌癥，也稱惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅著人們的生命健康，據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計(jì)，全世界每年新發(fā)病例約1000萬(wàn)，死亡約700萬(wàn)。WHO認(rèn)為21世紀(jì)癌癥是人類的“第一殺手”。 3惡性腫瘤的治療方法 常規(guī)的用藥方式對(duì)非癌組織損傷很大，其毒副作用往往使腫瘤治療中斷或失敗。為提高藥物在病灶處的有效濃度和有效停留時(shí)間，同時(shí)減少非癌組織的毒副作用，人們正致力開(kāi)發(fā)新的藥物治療方式 靶向治療。 化學(xué)藥物療法 外科手術(shù)療法 免疫療法 放射療法 4載有超順磁性鐵氧化物(SPIO)的聚合物膠束

2、組成：嵌段共聚物膠束；超順磁性納米材料（SPIO）； 靶向分子。5以嵌段共聚物膠束為骨架材料：膠束粒徑（10200nm）適中，長(zhǎng)的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，高的穩(wěn)定性，表面修飾以超順磁性鐵氧化物（SPIO）為磁性材料：載有超順磁性鐵氧化物(SPIO)的聚合物膠束優(yōu)勢(shì)無(wú)毒，粒徑小（20nm），不易引起免疫反應(yīng)，能安全排出體外，高的磁導(dǎo)率，具有超順磁性，親/疏性自由可調(diào)SPIO、抗癌藥物與聚合物膠束通過(guò)物理作用包埋：按需自由調(diào)控，對(duì)其載體粒徑、磁粉含量、化療藥物含量、釋藥速率等進(jìn)行有效設(shè)計(jì)6PEG-PCL結(jié)構(gòu):聚-己內(nèi)酯（PCL）特點(diǎn)：具有優(yōu)良的藥物透過(guò)性、優(yōu)異的生物可降解性和生物相容性，被美國(guó)FDA組織批準(zhǔn)

3、在人體內(nèi)使用。 聚乙二醇-聚己內(nèi)酯(PEG-PCL)聚乙二醇（PEG）特點(diǎn)：有優(yōu)異的親水性、無(wú)毒、無(wú)免疫原性，最終可通過(guò)腎排出，被美國(guó)FDA組織批準(zhǔn)在人體內(nèi)使用。PEG-PCL：材料的親/疏水性和降解速率可控，能進(jìn)一步提高對(duì)疏水性抗癌藥物和SPIO的負(fù)載和控制藥物的釋放行為。7論文研究?jī)?nèi)容磁化PEG-PCL納米膠束不同納米粒徑的SPIO的合成與表征 NH2-PEG-PCL的合成與表征 磁化PEG-PCL納米膠束及其性能研究8 本文使用Sun等人發(fā)明的方法，高溫合成6nm、8nm、10nm、12nm、14nm 和 16nm 的Fe3O4。合成工藝流程如下： （1）6nm晶種合成（2）晶種增長(zhǎng)過(guò)程

4、實(shí)驗(yàn)部分SPIO的合成注釋：Fe(acac)3乙酰丙酮鐵 ； 1,2-RCH(OH)CH2OH 1,2-十六二醇 ；RCOOH 油酸 ； RNH2 油胺 。9 本實(shí)驗(yàn)中，NH2-PEG-PCL的合成，是先通過(guò)陰離子開(kāi)環(huán)聚合合成特定分子量的烯丙基聚乙二醇-聚己內(nèi)酯嵌段共聚物 （Ally-PEG-PCL），再以Ally-PEG-PCL形成的膠束在水溶液中與2-巰基乙胺進(jìn)行自由基加成反應(yīng)，合成NH2-PEG-PCL。合成方案Ally-PEG-PCL的合成 Ally-PEG-PCL的水相加成 實(shí)驗(yàn)部分NH2-PEG-PCL的合成10 Scheme 1 Formation of Ally-PEG-PCL

5、 實(shí)驗(yàn)部分NH2-PEG-PCL的合成11Scheme 2 Radical Addition of NH2CH2CH2SH to Ally-PEG-PCL實(shí)驗(yàn)部分NH2-PEG-PCL的合成12超聲乳化二 次 去 離 子 水SPIO和NH2-PEG-PCL的THF溶液溶液揮發(fā)聚合物膠束Figure 1 Formation of SPIO-loaded micelles 裝載SPIO的NH2-PEG-PCL的膠束采用揮發(fā)法制備 實(shí)驗(yàn)部分磁化PEG-PCL納米膠束制備13Fe3O4納米尺寸及其分布分析 TEMFe3O4結(jié)構(gòu)研究 XRD和電子衍射 Fe3O4磁學(xué)性能磁滯回線 結(jié)果討論SPIO的表征1

6、4Figure 2 TEM images of 6nm (left) and 16nm (right) Fe3O4 nanoparticles 平均粒徑為6.7nm 平均粒徑為14.1nm SPIO的表征TEM15Figure 3 X-ray diffraction patterns of Fe3O4 nanoparticle assemblies (in black) & that from the referenced literature (in red) 黑色曲線是14nm的Fe3O4粒子聚集體的X射線衍射圖，各個(gè)衍射峰值與標(biāo)準(zhǔn)的Fe3O4粉末X射線衍射峰值相匹配，也與文獻(xiàn)上的圖形（紅

7、色曲線）接近。該衍射線的寬化主要可能是由微晶尺寸(10-100nm)引起的相干衍射和點(diǎn)陣畸變?cè)斐伞?SPIO的表征XRD16Table 1 Measured lattice spacing, d(), and standard atomic spacing for Fe3O4 along with their respective hkl indexes from the 2000 JCPDS-International Center for Diffraction Data database.hkl220311400422511440d/2.962.532.101.711.611.48Fe3

8、O4/2.982.502.091.691.631.47通過(guò)對(duì)比，兩者各個(gè)晶面間距很接近，說(shuō)明制得的Fe3O4納米顆粒擁有Fe3O4的晶形結(jié)構(gòu)，并且每一個(gè)納米顆粒都是Fe3O4的單晶，與參考文獻(xiàn)一致。SPIO的表征電子衍射17Figure 4 Hysteresis loops of the 6nm (A) and 16nm (B) Fe3O4 nanoparticles assembly measured at 10K ( a1 & a2 ) and 300K ( b1 & b2 ) A圖是6nm 的Fe3O4粒子在10K與300K的磁滯回線，在10K時(shí)，有磁滯環(huán)出現(xiàn)；在300K時(shí)，沒(méi)有磁滯現(xiàn)象

9、，矯頑力為零。同樣，16nm的Fe3O4粒子（B圖）在10K有磁滯而在300K沒(méi)有磁滯現(xiàn)象。室溫下，6nm和16nm的Fe3O4粒子同樣具有超順磁性。 SPIO的表征磁滯回線18Figure 5 H NMR spectra of Ally-PEG-PCL 其嵌段組成為Ally-PEG5k-PCL2k 結(jié)果討論Ally-PEG-PCL 的表征19Table 2 the related GPC data of Ally-PEG-PCL Mn(Daltons)Mw(Daltons)MP(Daltons)Mz+1(Daltons)PolydispersityMz/MwMz+1/Mw6059813156

10、09210411.3419331.5745622.587876從中可知，Mn為6050g/mol，Mw為8131g/mol，基本符合H NMR分析。 結(jié)果討論Ally-PEG-PCL 的表征20 烯丙基雙鍵的特征峰值5.97和5.105.32消失，NH2-CH2-的峰值3.22、-CH2-S-CH2-的2.592.78出現(xiàn)，1.751.92是-NH2、-S-CH2-CH2-CH2-O-和雜質(zhì)水H20的化學(xué)位移范圍。說(shuō)明Ally-PEG-PCL的烯丙基與硫醇發(fā)生了加成反應(yīng)，成功地合成了含端氨基的PEG-PCL。其中，NH2-CH2-的峰形較寬，可能是與氨基的質(zhì)子化有關(guān)。 Figure 6 H N

11、MR spectra of NH2-PEG-PCL 結(jié)果討論NH2-PEG-PCL 的表征21通過(guò)DLS實(shí)驗(yàn)，了解其聚合物膠束對(duì)SPIO的包裹情況，以及空白膠束和載有SPIO膠束對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性。Table 3 the diameter and dispersity of blank-micelles and SPIO-loaded micelles at 25,37,50,60,65 T/blank-micellesSPIO-loaded micellesEff. Dia./nmPoly.Eff. Dia./nmPoly.25123.70.119154.10.11237132.40.043

12、179.90.07850148.00.156174.60.10560139.20.134217.90.14165163.30.177179.00.104結(jié)果討論磁化PEG-PCL納米膠束研究溫度穩(wěn)定性研究22Figure 7.1 DLS histogram of PEG-PCL polymeric micelles at 37(A) & 65(B)Figure 7.2 DLS histogram of SPIO-loaded polymeric micelles at 37(A) & 65(B) 結(jié)果討論磁化PEG-PCL納米膠束研究23Figure 8 the effect of SPIO

13、loading on the diameter of micelle 結(jié)果討論磁化PEG-PCL納米膠束研究24結(jié)果討論磁化PEG-PCL納米膠束研究磁性研究ABCDFigure 9 the magnetism of SPIO-loaded micelles: A. blank micelles; B. SPIO-loaded micelles; C, D SPIO-loaded micelles effected by magnet25實(shí)驗(yàn)總結(jié) 由Sun等人發(fā)明的方法合成的磁性Fe3O4納米顆粒，粒徑可控，分布較為均勻，具有超順磁性，可作為MRI造影劑。同時(shí)，SPIO的合成為磁化PEG-PC

14、L膠束的制備提供了磁性納米材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，初步掌握了控溫、除氧除水對(duì)磁性Fe3O4納米顆粒粒徑及其分布的影響情況。 加熱要均勻，控溫要準(zhǔn)確且穩(wěn)定，溫度要先升到200并持續(xù)一段時(shí)間，再升到回流溫度反應(yīng)。 反應(yīng)體系要除氧除水，并用氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)完畢后要在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻到室溫再進(jìn)行提純操作，防止產(chǎn)品被氧化 。 在制備和提純中，表面活性劑油酸和油胺的使用是必須的，對(duì)于SPIO的形成和穩(wěn)定性有很大影響 。 在SPIO的晶種增長(zhǎng)制備中，體系的正己烷要通過(guò)氮?dú)夤呐葳s走，否則體系的溫度難以升高到回流溫度。26實(shí)驗(yàn)總結(jié) 合成的Ally-PEG-PCL和NH2-PEG-PCL，其結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性已通過(guò)1HMNR和GPC證實(shí)。NH2-PEG-PCL的合成為磁化膠束的制備提供了骨架材料，并為以后實(shí)現(xiàn)雙靶向作好準(zhǔn)備。 疏水性的超順磁性Fe3O4納米顆粒能被有