摘要
碳量子点（CarbonQuantumDots,CQDs）又称碳点（CarbonDots，CDs，以下简称CDs），是一种新型的碳基纳米材料，其良好的水溶性、优异的生物相容性，以及所具有的荧光性质和载药性能，特别是对其前体的生物活性的保留作用，使得CDs被广泛应用于不同疾病诊疗的方法学研究之中。本论文分别以小分子药物或金属有机框架纳米粒子作为前体来制备CDs，分别探究小分子药物或纳米粒子自身性质对所形成CDs性质的影响，并将不同前体所形成的CDs应用于疾病诊疗方法的建立。 首先，以具有抗炎作用且能穿透血脑屏障（BBB）的小分子药物阿司匹林作为前体通过水热法碳化合成CDs（aspCD）；通过现代仪器分析手段对其结构和性质进行表征；通过体外细胞成像、离体组织成像、体内的小鼠皮下成像以及斑马鱼成像来考察aspCD在生物成像方面的应用及其穿透BBB的能力；通过体内外炎症模型考察了aspCD的抗炎能力；分别以罗丹明B（RhB）、多柔比星（DOX）和大黄酸（rhein）作为易溶于水、微溶于水和难溶于水的药物代表考察了aspCD负载不同水溶性药物的能力。结果证明：①成功合成了aspCD，其保留了小分子药物前体阿司匹林穿过BBB的能力和抗炎效果，有望用于脑部炎症性疾病的治疗；②碳化过程赋予了aspCD优异的荧光性质，可以用于体内外成像；③aspCD可以作为一种优异的药物载体来递送各种不同水溶性的药物。 其次，选用广泛应用于药物递送领域的金属有机框架ZIF-8作为前体通过水热法碳化合成金属骨架CDs（ZCD），通过多种分析技术对其结构和性质进行表征，分别探究了不同pH条件下ZCD的粒径、zeta电位及荧光的变化情况；以DOX作为模式药物考察了ZCD的载药能力，通过体外的3D肿瘤球模型和体内肿瘤组织切片考察了ZCD对肿瘤组织的深层次穿透，并通过ZCD或DOX的自身荧光观察其穿透深度；用吲哚菁绿（ICG）标记ZCD、通过皮下瘤荷瘤小鼠模型来考察ZCD的肿瘤靶向性及其体内分布；利用皮下瘤荷瘤小鼠模型验证了DOX及ZCD/DOX对实体瘤的治疗效果。结果表明：①成功合成了ZCD纳米材料，其保留了前体ZIF-8的纳米尺度、载药性能和pH响应性，能够特异性地将药物递送到肿瘤组织并在肿瘤酸性条件下崩解；②ZCD可以通过粒径收缩策略和高尔基体介导的转胞吞作用实现对实体瘤组织的深层次穿透，从而将抗肿瘤药物DOX递送到肿瘤深处；③ZCD具有优异荧光性质，且其荧光在酸性条件下增强，可以用于监测其对实体瘤组织的穿透深度；④通过增加DOX在肿瘤组织的富集、延长其在肿瘤组织的滞留时间以及增强其对实体瘤的穿透性，ZCD可以增强DOX的抗肿瘤治疗效果。 综上所述，基于不同前体制备的CDs能够保留其前体的生物活性，将其生物活性和CDs自身获得的荧光性质及载药性能结合起来，这些CDs具备被应用于不同疾病诊疗的良好潜质，能够拓宽前体小分子药物或功能性纳米材料的应用领域。
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