基于M13噬菌体模板的超顺磁氧化铁纳米颗粒自组装及生物应用研究

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1、分类号：Q819学校代码：10697密级：公开学号：201531620专业学位硕士论文SPECIALIZEDMASTER’SDISSERTATION基于M13噬菌体模板的超顺磁氧化铁纳米颗粒自组装及生物应用研究学科名称：制药工程专业学位类别：工程硕士作者：张娜指导老师:骆艳娥教授樊玺高级工程师西北大学学位评定委员会二O一八年ISelf-assemblyandbiologicalapplicationofsuperparamagneticIronoxidenanoparticlesbasedonM13phagetemplateAthesissubmittedtoNo

2、rthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofselectingoneinPharmaceuticalEngineeringByNaZhangSupervisor:YaneLuoMarch2018摘要摘要超顺磁氧化铁纳米颗粒的（SPIONs），由于其磁学性质特殊、表面特性易改等优势在生物及医学领域拥有广阔的应用前景，现已在免疫检测、药物递送和肿瘤诊疗等领域取得丰硕成果。然而，临床上仅有0.7%~1.1%的纳米诊疗剂能够抵达靶位点。传统上为克服低递送效率常使用高剂量纳米制剂，而

3、高剂量又会引发治疗费用昂贵、毒副作用增大等问题，极大地阻碍了纳米制剂的临床应用。本研究将游离SPIONs组装成纤维状纳米颗粒组装体，通过增强靶向及促进主动运输，延长SPIONs在病灶组织的保留时间，进而提高SPIONs的递送效率，增强其有效内化。为可控制备靶向高丰度富集的超顺磁氧化铁纳米颗粒自组装体，先通过配体交换反应为超小尺寸SPIONs包覆多羧基外壳；同时通过噬菌体展示技术在M13噬菌体表面构建靶向肽段和控制释放功能肽段；再通过共价结合使多羧基SPIONs以功能化M13噬菌体为模板自组装出“玉米状”SPIONs组装体。实验结果表明，新型功能化靶向-释放-M13

4、-SPIONs组装体结构稳定、分散性良好、且仍具有超顺磁特性；组装体中的纳米颗粒仍然为单个颗粒状态，颗粒排布呈“玉米状”，颗粒阵列整体呈噬菌体的纤维状。与MDA-MB-231细胞共培养1h后，组装体高丰度地吸附在细胞表面并大量入胞，入胞量是游离SPIONs的3.56倍；同时，入胞后的组装体发生释放，且在0~160µg/mL的浓度范围内组装体毒性较低。该新型功能化靶向-释放-M13-SPIONs组装体能增强SPIONs的递送并提高氧化铁纳米颗粒的有效内化。关键词：超顺磁氧化铁纳米颗粒，M132噬菌体，的自组装，的表面修饰，的生物应用IAbstractAbstract

5、Superparamagneticironeoxidenanoparticles(SPIONs),whichhavebeenwidelyappliedinthefieldsofbiologyandmedicineduetotheirspecialmagneticpropertiesandeasymodificationaroundparticlesurface.Atpresent,ithasmadegreatconsequentsinthedomainsofimmunoassay,drugdeliveryandoncology.However,only0.7~1.

6、1%ofnanomaterialsattheclinicallevelcanreachtothetargetsite.Traditionally,highdoseSPIONsareoftenrequiredtoovercomelowdeliveryefficiency,whilehighdosescancauseproblemssuchashightreatmentcosts,increasedtoxicandsideeffects,whichgreatlyhindertheclinicalapplicationofSPIONs.Inthisstudy,freen

7、anoparticleswereassembledintofibrousnanoparticleassemblies,whichwillenhancethetargetingandpromotetheactivetransporttoincreasetheretentiontimeofSPIONsinthelesiontissue,therebyimprovingthedeliveryefficiencyofnanoparticlesandenhancingtheeffectiveinternalizationofSPIONs.Forthesakeofcontro

8、llabl