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摘要近年来，随着对普鲁士蓝纳米颗粒（PBNPs）纳米酶效应、清除活性氧（ROS）以及光声成像和磁共振造影（MRI）性能的探索，PBNPs在疾病的诊断和治疗方面展现出巨大的应用潜力。然而，当前制备的PBNPs生物学活性低、质量难以控制。因此，为进一步推动PBNPs在生物医学领域中的应用，通过简单的合成技术制备高性能PBNPs具有重大意义。<br>　　本论文以纳米颗粒的结晶度、均一性和尺寸大小三个特性为标准，研究了PBNPs的两种制备技术，并对其形成机理进行了探索。进一步表征PBNPs的关键参数，对其纳米酶催化效应、清除ROS活性和MRI造影能力进行考察。最后，将实验研制的高性能的超小PBNPs（UltrasmallPrussianbluenanoparticles,USPBNPs）用于大鼠骨关节炎的治疗。具体研究内容和结果包括以下几个方面：<br>　　（1）开发PBNPs的磁致内热制备新技术，并探索其形成机理。结果显示，采用磁致内热法获得的纳米颗粒（PBNPs-IH）的X-射线衍射（XRD）半峰宽为0.23°，颗粒分布的多分散指数（PDI）为0.015，显著低于采用常规外源加热法制备的纳米颗粒（PBNPs-EH），并表明PBNPs-IH具有更高的结晶度和均一性。PBNPs-IH的磁化强度、纵向弛豫率、类过氧化物酶（POD）和类过氧化氢酶（CAT）的催化速率分别为64.2emug-1PB、1.47mM-1S-1、(4.76±0.29)×10?8Ms?1和(3.44±0.11)×10?6Ms?1均高于PBNPs-EH（P＜0.05）。制备过程中发现，电流强度对纳米颗粒的形成具有显著影响，在6.5A的条件下，纳米颗粒的形成过程可能遵循经典的晶化过程，而在11.5A的条件下，可能遵循非经典的晶化过程。<br>　　（2）针对目前仍然缺乏USPBNPs（＜5nm）制备方法的现状，本文利用溶剂化效应开发了一种USPBNPs的制备新技术，并对其形成机理进行探索。结果显示，以75%乙醇作为反应溶剂能够成功制备尺寸为3.4nm的USPBNPs。在该形成过程中，乙醇一方面能够将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）分子构型由链状转变为球状，以增加初级纳米晶核之间的空间位阻，阻碍非经典晶化过程中的定向粘附过程，使其不能形成较大的颗粒；另一方面能够降低初级纳米晶核的表面能，使获得的纳米晶核尺寸更小，并能够增加PVP与纳米晶核表面铁离子的相互作用力，使获得的超小纳米颗粒能够更加稳定地存在于反应体系中。<br>　　（3）随后，对获得的USPBNPs的关键参数进行表征，并进一步考察其在不同温度、pH和溶剂中的稳定性及其纳米酶催化、MRI造影和光热性能。结果显示，USPBNPs的分子组成为Fe4[Fe(CN)6]3，最大吸收波长为697.5±2.5nm，水动力尺寸为51.0±27.4nm，Zeta电位为-30.9±0.4mV，内核晶体尺寸为3.4±0.5nm，乙醇残留＜5%，PVP包覆量为15.5±0.8%以及氰根溶出度＜50ppm。稳定性实验结果表明，USPBNPs在温度低于37℃、pH2.0-7.4的PBS溶液、生理盐水和细胞培养液中均具有良好的稳定性。其类POD酶催化活性、类CAT酶催化活性和纵向弛豫率分别为465.8U/mgPB、15.17U/mgPB和1.34mM-1S-1，均显著高于大尺寸的普鲁士蓝纳米立方体（PBNCs）（P＜0.01）。此外，USPBNPs对?OH的清除能力较PBNCs提高了4倍，并对?OOH也具有超强的清除效果。<br>　　（4）最后，对USPBNPs生物安全性、清除细胞内ROS和炎症因子的能力以及对大鼠骨关节炎的治疗效果进行评价。结果显示，USPBNPs在10μg/mL的浓度下具有良好的生物安全性，对细胞存活率、细胞色素C释放量、线粒体膜电位、细胞膜渗透性、ATP含量和耗氧率均无显著的影响。5μg/mLUSPBNPs能够有效清除细胞内的ROS。此外，USPBNPs在5-10μg/mL的浓度范围内能够有效降低IL-6、IL-1β、TNF-α和MMP-13的mRNA表达水平，表现出优异的抗炎效果。在大鼠骨关节炎模型中，USPBNPs能够有效改善关节肿胀。关节软骨组织切片的HE染色和番红-固绿染色皆证实其能够保护、恢复关节软骨细胞。免疫组化分析表明USPBNPs能够降低IL-6和IL-1β的表达，具有与上市药物注射用氢化可的松相当的治疗效果。以上结果表明，USPBNPs不仅在体外能够有效清除ROS，还能够在动物水平缓解炎症，治疗炎症性疾病。