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碳量子点诱导人体肝癌细胞凋亡的研究

碳量子点（CQDS）基本介绍以及论文研究目的

碳量子点（CQDS）是继富勒烯、碳纳米管和石墨烯之后的新型碳纳米材料。碳量子点具有强荧光、宽波长连续激发光、发射光可调的优良电子受体和给体、良好的水溶性、低生物毒性等特点，因此碳量子点被认为是一种理想的生物医学材料，在生物医学和细胞成像领域具有广阔的应用前景。

由于碳量子点具有很强的荧光特性，在肿瘤研究领域，它主要被应用于生物标记、细胞成像等方面。近年来，碳量子点已被用作肿瘤治疗的药物载体，然而关于碳量子点如何直接影响肿瘤细胞的报道却很少。因此，本论文研究的目的是制备一种稳定的碳量子点溶胶，该溶胶能诱导癌细胞凋亡，但对正常的人体细胞几乎无损伤。

体外细胞试验选择原因

肝癌位居全球常见癌症第6位，55%患者是中国人，但肝癌药物治疗的临床疗效还不尽人意，寻找能有效诱导肝癌细胞凋亡的药物迫在眉睫。正因此，本文首先考虑以人体肝癌细胞（HepG2细胞）作为对象验证碳量子点溶胶的抗肿瘤效果。

体外细胞来源以及试验简介

试验组：人体肝癌细胞（HepG2细胞）购自AmericanTypeCultureCollection公司。

对照组：从外周血液中分离出淋巴细胞。

细胞培养

人体肝癌细胞（HepG2细胞）、淋巴细胞于DMEM培养基中进行培养，培养时温度为37摄氏度，体积分数为5%。

碳量子点溶胶制备方法

采用石墨脉冲电解法制备了碳量子点溶胶，利用透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和荧光光谱等手段对碳量子点的形状、尺寸、结构和性能进行了表征：碳量子点呈近似球形，粒径为3.73~10.19nm，平均粒径为6.93nm，表面含有多种富氧官能团并具有荧光特性。

结果

未经碳量子点溶胶处理的细胞未见异常，但是对于处理后的细胞，可以看到：碳量子点被人体肝癌细胞（HepG2细胞）摄取并积累在细胞质内，说明细胞成功摄取了碳量子点。

人体肝癌细胞（HepG2细胞）的线粒体有明显肿胀，冠（crests）消失，这些结果表明，碳量子点可能对线粒体有害，从而诱导人体肝癌细胞（HepG2细胞）凋亡。

与人体肝癌细胞（HepG2细胞）相比，在不同的质量浓度和时间条件下经碳量子点溶胶处理后，淋巴细胞的活性均无明显变化。

综合以上结果，可发现本文制备的碳量子点溶胶对人体肝癌细胞（HepG2细胞）具有显著的靶向攻击能力，对淋巴细胞并没有显示出明显的毒性。

结论

体外细胞毒性试验表明：当碳量子点浓度高于一定值，溶胶能诱导人体肝癌细胞凋亡，对其具有显著的抑制作用。除此之外，对碳量子点诱导凋亡后的人体肝癌细胞进行了透射电子显微镜观察，结果显示其对线粒体产生了损伤。在相同的浓度范围内，碳量子点溶胶对人体淋巴细胞几乎没有产生影响。碳量子点溶胶具有选择性诱导人体肝癌细胞凋亡的作用，对于研究新型无毒副作用的抗癌药物具有重要意义。?