基于納米材料的腫瘤活體熒光成像以及光動力學治療研究.pdf

1、癌癥是二十一世紀威脅人類健康的第二大類疾病,實現(xiàn)癌癥的早期診斷和有效治療一直是癌癥醫(yī)學研究和臨床診斷的焦點問題。近年來,通過對納米材料的表面進行生物分子修飾或利用納米材料對藥物和生物分子進行包裹所形成的具有特定功能化的納米材料在癌癥的成像診斷和治療中得到了廣泛的應用,尤其是發(fā)展生物相容性好、靶向性好、光學特性優(yōu)良、治療效果好的功能化納米材料對腫瘤進行成像診斷和治療具有非常重要的意義。本論文瞄準發(fā)展功能化納米材料對腫瘤進行成像診斷和治療這

2、一前沿研究方向,開展了新型近紅外熒光納米材料的制備研究,并利用制備的近紅外熒光納米材料實現(xiàn)對腫瘤的活體熒光成像和光動力學治療。主要包括以下三個方面的工作:
　　 一、磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒制備及其活體熒光成像研究
　　 通過采用磷酸硅烷化試劑與正硅酸乙酯同步水解的方法制備了以亞甲基藍為內(nèi)核材料的磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒,分別考察了該納米顆粒在水、PBS和小鼠血清中的熒光穩(wěn)定性和泄漏情況。在此基礎(chǔ)上,探討了該

3、磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒用于活體熒光成像的可行性以及在老鼠體內(nèi)的分布與代謝情況。結(jié)果表明通過磷酸硅烷化試劑與正硅酸乙酯同步水解制備的磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒,其包裹的亞甲基藍染料不容易泄漏,并且在三種環(huán)境中均具有較好的熒光穩(wěn)定性?；铙w熒光成像結(jié)果表明經(jīng)皮下注射不同濃度的該納米顆粒后,高濃度的納米顆粒(44mg/ml)注射部位熒光強度很高,而低濃度的納米顆粒(4.4mg/ml)注射部位也具有可檢測到的熒光。而從尾靜脈注射后,磷

4、酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒在裸鼠全身發(fā)射出很強的近紅外熒光,且大部分的磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒分布在內(nèi)皮網(wǎng)狀組織內(nèi)如肝臟,脾等,并能通過泌尿系統(tǒng)從體內(nèi)排泄出來。因此,該納米顆粒是一種極具發(fā)展前途的可用于活體熒光成像的熒光納米探針。
　　 二、基于蛋白質(zhì)合成的金納米簇用于活體腫瘤被動靶向成像研究
　　 以牛血清白蛋白(BSA)為穩(wěn)定劑和還原劑,通過在堿性條件下BSA對氯金酸的還原制備了金納米簇,研究了該金納米簇的熒

5、光性質(zhì),生物相容性和用于活體熒光成像的可行性。在此基礎(chǔ)上,以Hela和MDA-MB-45移植瘤為模型,考察了金納米簇在腫瘤組織被動靶向熒光成像中的應用。結(jié)果表明通過該方法合成的金納米簇與Cy3、羅丹明等染料相比,具有很好的熒光穩(wěn)定性,在連續(xù)光照10min后,其熒光強度還有原始值的80％。且注射了金納米簇的老鼠在四周內(nèi)體重無明顯變化?；铙w熒光成像的結(jié)果表明該金納米簇經(jīng)皮下,肌肉和尾靜脈三種方式注射后,金納米簇均能發(fā)射出很強的近紅外熒光,且

6、發(fā)射出的近紅外熒光能很好地與背景熒光進行光譜分離,因此該金納米簇可有效地應用于活體熒光成像。由于腫瘤的EPR效應,利用Hela和MDA-MB-45移植瘤為模型,經(jīng)尾靜脈注射該金納米簇后通過活體和離體熒光成像表明該金納米簇具有很好的腫瘤靶向性,且腫瘤對背景的信噪比在注射6小時后大約為15。因此,可利用該金納米簇作為熒光造影劑對腫瘤進行有效地熒光成像檢測。
　　 三、基于磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒的腫瘤光動力學治療研究
　

7、　 亞甲基藍在近紅外光的激發(fā)下既能產(chǎn)生近紅外熒光又能產(chǎn)生有強氧化性的單線態(tài)氧從而進行光動力學治療。因此,本章在第一章的基礎(chǔ)上進一步開展了磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒用于腫瘤的光動力學治療的研究。首先通過以DPBF為單線態(tài)氧探針的方法測定了磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒的單線態(tài)氧產(chǎn)率以及考察了二氧化硅納米顆粒外殼對亞甲基藍的酶還原保護作用,在此基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化納米顆粒濃度和光照時間后,考察了磷酸化亞甲基藍二氧化硅納米顆粒用于Hela細