二维纳米材料在体内的分布代谢及生物效应研究

作     者：梁姗姗 

作者单位：安徽大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丰伟悦

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：2D纳米材料 二硫化钼 氧化石墨烯 代谢分布 

摘      要：二维(2D)片层纳米材料在物理、化学、电学以及其他方面具有独特的性能,使其广泛的应用于各个领域。比如在生物医学领域作为载药平台,生物传感器,生物医学成像,干细胞技术和光热治疗等。使人们生活发生了显著的变化,给人类带来了光明的前景。氧化石墨烯主要是由C、H、O组成,MoS2主要是由Mo、S组成,C、H、O、Mo、S无论在自然界中还是我们的日常生活中,都离不开这些重要的元素。由于片层纳米材料氧化石墨烯(GO)和二硫化钼(MoS2)具有突出的优点,是2D纳米材料中应用最为广泛的,有许多文献报道了MoS2和GO在电子信息科技方面、医学领域、国防领域的应用。尤其是修饰后的纳米材料广泛用于药物载送和医学成像。鉴于其在热门领域广泛的使用,了解其生物特性、安全性势在必行。本论文用稀土元素(镧、铈)对氧化石墨烯进行了标记(La/Ce-GO-PVP),解决了氧化石墨烯在体内难以定量的问题。用高效液相-电感耦合等离子体质谱仪仪器(ICP-MS)、DLS详细分析了La/Ce在GO上的装载率和稳定性。用透射电子显微镜(TEM),原子力显微镜(AFM)分析了其片成大小。CD-1小鼠尾静脉注射200 μL 0.5 mg/mL La/Ce-GO-PVP(剂量=5mg/kg),并在不同的时间点(4h,12h,24h,1week,4week)收集其主要器官(心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脑、小肠、睾丸、胰腺),消解,用ICP-MS分析其中La/Ce含量来定量GO在体内的分布。收集不同时间点血液,尿液和组织进行病理、药代动力学研究。结果表明La/Ce-GO-PVP主要积累在网状内皮系统中和肺中。La/Ce-GO-PVP的药代动力学表明La/Ce-GO-PVP可以通过血液快速清除。一般而言,我们的数据描述了La/Ce-GO-PVP在体内的生物分布和生物安全性,使得GO在生物医学应用中更安全。为了改善MoS2在生理体系下容易发生沉淀这一缺陷,我们用异硫辛酸-聚乙二醇(LA-PEG-NH2)对单层的M0S2进行了改性(PEG-MoS2),使其在生理溶液中具有良好分散性。并用AFM,DLS,UV-vis,对其物理化学性质进行了表征。以1.75 mg/kg的剂量尾静脉注射到CD-1小鼠体内,分析了不同时间点在动物体内组织蓄积情况、代谢、分布、淸除、毒理机制。我们的研究表明PEG-MoS2在体内的生物分布和生物安全性,本论文的研究成果为片层纳米材料GO和MoS2在临床医学中的应用提供了有用的数据。