黑磷-铁酸锰纳米复合材料对肿瘤细胞光磁治疗的研究开题报告

1. 研究目的与意义

如何有效地诊断与治疗胶质瘤等恶性肿瘤是纳米医学最为关注的问题之一。肿瘤的致病机制极其复杂，单一的治疗方法如化疗或放疗往往不能限制肿瘤增殖与复发，反而促其耐药性的形成。与正常机体内生理环境大为不同的是，肿瘤组织所处的微环境以氧化还原与酸碱稳态失衡、化学因子分泌紊乱等为典型特征，具体表现为低 ph 以及 h2o2 与肿瘤趋化因子过量生成等。微环境特性为肿瘤增殖转移、血管新生等病理进展提供了适宜的条件，但同样也为精准高效的肿瘤成像与治疗带来了机会。因此，基于肿瘤微环境特征构建可响应趋化因子、ph 以及 h2o2 等刺激而发挥成像与治疗效应的纳米药物，已被证实是实现肿瘤精准高效诊疗的可行方案。

基于肿瘤微环境刺激响应的纳米结构种类很多，尤其以二维纳米材料为骨架的构建发展迅速。二维纳米材料（石墨烯，过渡金属硫化物，过渡金属碳氮化物，黑磷等）是一种尺寸小于 100 nm 的超薄纳米粒子。其中黑磷纳米片（black phosphorus nanosheets, bpns）以极高的生物安全性与降解途径，在生物医学领域尤其肿瘤治疗中极具应用潜力。铁酸锰(mnfe2o4)纳米颗粒是一种典型的磁性纳米材料，可以显著缩短水质子的横向弛豫时间，通过增强核磁共振信号值差异性来区别病变组织和正常组织，被认为是mri造影剂的理想候选材料。

因此，将bpns与铁酸锰(mnfe2o4)纳米颗粒整合形成复合纳米结构，进一步修饰上rgd，构筑成多功能纳米系统，实现对胶质瘤的靶向光磁诊疗；其能够进一步协同化疗、pdt、化学动力学（cdt）与免疫治疗等方式，明显改善抑制肿瘤的效率。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

面向肿瘤精准靶向与高效诊疗的临床需求，本论文拟围绕铁酸锰（mfn）与黑磷纳米片（bpns）构建新型的无机纳米诊疗系统黑磷-铁酸锰纳米复合系统。将基于高温热解法与液相剥离法分别制备尺寸均匀的mfn和bpns，结合磁场诱导等物理作用，将mfn稳定负载于bpns表面获取mfn@bpns，研究其被肿瘤细胞摄取的能力以及对肿瘤细胞进行光动力（pdt）与光热（ptt）治疗的效果。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

1、mfn的制备与表征

使用高温热解法制备mfn，具体为称取一定量的fe、mn、油酸、油胺、二苄醚等，在氮气环境下，连续加热至300°后离心洗涤制得。再经tem,sem,xrd,dls等表征后优化制备技术，得到均匀分散的mfn。

2、bpns的制备与表征

4. 参考文献

[1]h. lin, y. chen, j. l. shi. nanoparticle-triggered in situ catalytic chemical reactions for tumour-specific therapy. chemical society reviews 2018, 47 (6): 1938.

[2]y. liu, p. bhattarai, z. dai, x. chen. photothermal therapy and photoacoustic imaging via nanotheranostics in fighting cancer. chemical society reviews 2019, 48 (7): 2053.

[3]s. liu, x. pan, h. liu. two-dimensional nanomaterials for photothermal therapy. angewandte chemie-international edition 2020, doi: 10.1002/anie.201911477.

5. 计划与进度安排

一、2022.11.23-2022.3.25

查阅资料，制定实验方案与计划，准备开题报告；外文论文翻译，论文前言部分的撰写。

二、2022.3.26-2022.5.15

制备mfn，bpns以及mfn@bpns；对材料进行xrd、sem等结构表征与生成自由基的性能表征，总结反应条件对材料结构与性能的影响；培养肿瘤细胞，检测三种材料的细胞安全性与激光刺激下的pdt/ptt性能，探究复合纳米系统光学治疗性能的产生机制。