金属纳米材料论文提纲

论文题目：多功能金属纳米材料的生物医学应用及安全性研究

摘要：癌症是威胁人类健康的隐形杀手。到目前为止,临床癌症治疗手段主要为手术、放疗和化疗。然而,手术治疗很难彻底切除,残留的癌细胞会导致严重的复发和转移,是癌症难以根治的主要原因。另外,化疗和放疗是全身性治疗都面临严重的毒副作用。并且治疗效果有限,存在多药耐药和免疫系统损害的缺陷。因此,癌症的初期诊断,及时监测和个性化治疗是治愈的关键。细菌感染每年困扰着数以百万计的人,也是一个世界性的公共卫生问题。目前,由于人们对抗生素的滥用,导致多药耐药的“超级细菌”持续出现,疗效急剧下降。金属纳米材料由于具备可控的尺寸、表面电荷、形貌等特点,独特的电、磁、光、等离子体、靶向配体、表面易于修饰和较好的生物相容性等特性;具有高的近红外吸收和良好的光热转化效率,不仅可以作为药物载体,本身也具有成像和治疗的能力,能够实时监测治疗效果,实现肿瘤的诊疗一体化;另外,由于其低剂量、高效应、克服多药耐药可用来抵抗耐药细菌感染。第一部分工作中,设计了一种使用牛血清白蛋白（BSA）通过水热法合成可代谢的三维硫化铋（Bi2S3）纳米花。硫化铋纳米花具有生物相容性好,高X射线衰减系数,高的近红外吸收,高的光热转化效率等特征可用于计算机断层扫描成像指导的光热治疗;利用BSA等电点的特征,Bi2S3纳米花在正常生理微环境中快速降解,具有较好的生物安全性。第二部分工作中,受“缺陷-催化活性增强”和“表面粗糙度-细菌捕获率提高”的启发,我们采用一步微波辅助水热法制备了一种富含缺陷的二硫化钼/还原性氧化石墨烯垂直异质结（Mo S2/r GO VHS）,研究其在细菌感染治疗中的应用。实验结果表明,Mo S2/r GO VHS暴露了更多的活性位点和具有缺陷和光照双重增强的“三合一”拟酶活性（氧化酶,过氧化物酶和过氧化氢酶）;另一方面,通过VHS粗糙的表面和细菌菌毛之间的拓扑相互作用展现了出色的细菌捕获能力,进一步促进自由基的抗菌性能。因此,这种富含缺陷的垂直异质结纳米酶对耐药革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均表现出优异的杀伤效果,并有效促进耐药细菌感染的皮肤伤口愈合。综上,本论文通过设计简单,方便有效的材料合成方法,利用金属纳米材料尺寸、形貌可控以及独特的理化性质,制备了多功能、生物安全的金属纳米材料,初步实现了计算机断层扫描成像指导的光热治疗和“三合一”拟酶活性、出色的细菌捕获能力的金属纳米材料的杀菌能力,为解决肿瘤和耐药细菌感染提供了安全可行的方案。

关键词：金属纳米材料;抗肿瘤;抗菌;高效低毒;诊疗一体化;生物安全

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

ABSTRCT

第一章 绪论

1.1 纳米技术

1.2 纳米生物医学

1.3 金属纳米材料

1.4 金属纳米材料在肿瘤诊疗中的应用

1.4.1 肿瘤治疗的现状

1.4.2 金属纳米材料在肿瘤诊断中的应用

1.4.3 金属纳米材料在肿瘤治疗中的应用

1.5 多功能金属纳米材料在抗菌治疗中的应用

1.6 多功能金属纳米材料的安全性评价

1.7 研究目的、意义及研究内容

第二章 生物可清除的硫化铋纳米花用于CT成像指导光热治疗

2.1 引言

2.2 实验材料与仪器

2.3 实验方法

2.3.1 硫化铋纳米花的制备

2.3.2 硫化铋纳米花的表征

2.3.3 光热性能的测试

2.3.4 细胞实验

2.4 实验结果

2.4.1 硫化铋纳米花的表征

2.4.2 改变反应条件对样品形貌的影响

2.4.3 硫化铋纳米花的降解过程

2.4.4 硫化铋纳米花的光热性能

2.4.5 硫化铋纳米花的细胞毒性

2.4.6 硫化铋纳米花细胞水平疗效评价

2.4.7 硫化铋纳米花生物分布、降解及代谢

2.5 讨论

第三章 富含缺陷的二硫化钼/还原性氧化石墨烯垂直异质结构“三合一”拟酶活性在细菌感染治疗中的应用

3.1 引言

3.2 实验材料与仪器

3.3 实验方法

3.3.1 MoS_2/rGO垂直异质结的制备

3.3.2 MoS_2/rGO垂直异质结的表征

3.3.3 MoS_2/rGO垂直异质结类酶活性的测定

3.3.4 羟自由基(·OH)的检测

3.3.5 细菌溶液的制备

3.3.6 MoS_2/rGO垂直异质结的体外抗菌效果

3.3.7 MoS_2/rGO垂直异质结的体内抗菌效果

3.4 实验结果

3.4.1 MoS_2/rGO VHS的设计与表征

3.4.2 MoS_2/rGO VHS的类酶活力的测定

3.4.3 MoS_2/rGO VHS的抗菌能力

3.4.4 MoS_2/rGO VHS的细菌捕获能力

3.4.5 MoS_2/rGO VHS的皮肤伤口愈合能力

3.5 讨论

第四章 结论

参考文献

致谢