三羰基锝标记富勒醇的制备及其生物体内行为研究

论文摘要

随着纳米材料在国民经济多领域广泛应用的增加,不可避免地会进入到环境并由此而参与生态循环。这必将对人类健康和环境安全都造成潜在的影响。通常的分析检测技术很难在复杂基体特别是生物组织上对纳米材料进行方便而有效的检测。放射性同位素示踪技术由于操作简便、灵敏度高、适合生理条件等特点成为纳米材料生态学行为研究新的手段。本文以富勒烯作为纳米材料的代表,用三羰基锝标记富勒醇研究其生物体内行为。通过电弧放电法合成了富勒烯,分离纯化以后经HPLC检测,纯度>99.5%；进一步合成了多羟基富勒烯衍生物-富勒醇,产物经IR,1H-NMR表征确证结构,元素分析结果表明,产物的宏观平均分子式可写为C60（OH）20。以TcO4-为起始物,在0.1 MPa CO、pH=11的条件下制备了三羰基锝中间体[99Tcm（CO）3（H2O）3]+并经配体交换反应标记C60（OH）20,得到99Tcm（CO）3-C60（OH）20，优化后的标记条件为：0.1ml[99Tcm（CO）3（H2O）3]+中间体,0.1ml 10mg/ml的C60（OH）20溶液,pH为8,在沸水浴中反应30 min标记率可大于95%；尝试“一锅法”制备99Tcm（CO）3-C60（OH）20,产率约为60%,分析表明NaBH4对反应体系pH的要求和99TcmO4-还原对反应体系pH的要求很难调和是无法获取高标记率99Tcm（CO）3-C60（OH）20的原因。测定了99Tcm（CO）3-C60（OH）20的生物体外性质,结果表明标记物为亲水性化合物,其脂水分配系数Po/w=0.0258±0.0003, logPo/w=-1.588±0.005;标记物具有较好的体外稳定性和抗稀释稳定性,在室温下放置于生理盐水、PBS和BSA中24小时,放化纯度分别>94%、>93%和>90%,将标记物在生理盐水中稀释100倍以后,其放化纯>91%。通过γ计数器测定标记物在小鼠体内各组织和脏器的放射性以及单光子计算机断层扫描仪（SPECT）显像来确定标记物在小鼠体内的行为。结果表明标记物的体内稳定性良好；标记物经尾静脉注射进入小鼠体内后,具有较快的血液清除速率,不能穿过血脑屏障；3h内其在肝、脾、肺和甲状腺中具有较高的摄取,这些器官中都含有大量的巨噬细胞,提示生物体的单核吞噬细胞系统（MPS）对于其清除具有重要的作用,同时标记物在肾脏和膀胱内的高摄取说明其主要通过肾脏以尿液的形式排出体外；24 h后整个小鼠身体的放射性都非常低,说明其在生物体内清除较快。从本研究结果中得出一点关于富勒烯潜在的应用：由于其在生物体重要器官（肝、脾、肺等）中具有很高的摄取并具有较快的清除速率,可用作体内核促排剂的载体,用于清除体内放射性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 富勒烯的性质及应用
• 60的物理性质'>1.2.1 C₆₀的物理性质
• 60的化学性质'>1.2.2 C₆₀的化学性质
• 1.2.3 富勒烯及其衍生物的应用
• 1.2.3.1 光学材料
• 1.2.3.2 超导体
• 1.2.3.3 磁性材料
• 1.2.3.4 催化剂
• 1.2.3.5 生物医用材料
• 1.2.3.6 其它应用
• 1.3 富勒烯及其水溶性衍生物的生态毒性效应研究进展
• 1.3.1 富勒烯水悬液及水溶性富勒烯衍生物的制备
• 1.3.2 富勒烯在生态环境中的暴露
• 1.3.3 富勒烯可能的生物体内行为
• 1.3.4 富勒烯及其水溶性衍生物的毒性效应
• 1.3.5 毒性机理
• 1.3.5.1 细胞毒性机理
• 1.3.5.2 遗传毒性机理
• 1.3.6 小结与展望
• 1.4 生态环境中纳米粒子的分析检测技术
• 1.4.1 引言
• 1.4.2 纳米粒子分析检测的前处理
• 1.4.2.1 制样和样品处理
• 1.4.2.2 纳米粒子的分离
• 1.4.3 纳米粒子的检测技术
• 1.4.3.1 纳米尺度表征
• 1.4.3.2 微米尺度表征
• 1.4.3.3 宏观尺度表征
• 1.4.4 放射性同位素示踪技术
• 1.4.4.1 放射性同位素示踪技术的特点
• 1.4.4.2 放射性同位素示踪技术在纳米粒子检测中的应用
• 1.4.5 小结与展望
• 第二章 富勒烯及富勒醇的合成
• 2.1 前言
• 2.2 富勒烯的合成
• 2.2.1 材料和仪器
• 2.2.2 实验部分
• 2.2.3 结果与讨论
• 2.3 富勒醇的合成
• 2.3.1 材料与仪器
• 2.3.2 实验部分
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 三羰基锝标记富勒醇的制备及其体外性质测定
• 3.1 前言
• 3.2 三羰基锝标记富勒醇的制备
• 3.2.1 材料和仪器
• 3.2.2 实验部分
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀'>3.2.2.1 配体交换法制备⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀'>3.2.2.2 "一锅法"制备⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.3.1 标记物放射化学纯度分析方法
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀反应条件的优化'>3.2.3.2 配体交换法制备⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀反应条件的优化
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的产率'>3.2.3.3 "一锅法"制备⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的产率
• 3.3 标记物的体外性质测定
• 3.3.1 材料和仪器
• 3.3.2 实验部分
• 3.3.2.1 标记物的脂水分配系数测定
• 3.3.2.2 标记物的体外稳定性测定
• 3.3.2.3 标记物的抗稀释稳定性测定
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.3.3.1 标记物的脂水分配系数
• 3.3.3.2 标记物的体外稳定性和抗稀释稳定性
• 3.4 本章小结
• 第四章 三羰基锝标记富勒醇的生物体内行为
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验动物
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的制备'>4.2.3⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的制备
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的体内稳定性测定'>4.2.4⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的体内稳定性测定
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的生物分布'>4.2.5⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的生物分布
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的SPECT显像'>4.2.6⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的SPECT显像
• 4.3 结果与讨论
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的制备'>4.3.1⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的制备
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的体内稳定性'>4.3.2⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀的体内稳定性
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的生物分布'>4.3.3⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的生物分布
• 99Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的SPECT显像'>4.3.4⁹⁹Tc^m（CO）₃-C₆₀（OH）₂₀在小鼠体内的SPECT显像
• 4.4 本章小结
• 第五章 主要结论及后续研究方向
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录一:标记实验中各成份的放射性薄层色谱扫描图
• 附录二:攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 附录三:攻读硕士学位期间参加学术活动情况
• 附录四:攻读硕士学位期间获奖情况