【摘 要】
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开发具有诊断和治疗特性的新型功能材料一直是生物医学领域研究的热点。纳米材料因具有大的表面积,有利于在表面连接各种诊断治疗模块,例如连接成像分子、靶向配体、治疗试剂以及各种功能化聚合物,可以实现高的成像诊断和治疗效果,已被广泛用于诊疗平台的设计。其中,金属硫化物纳米材料已成为过去十年中研究最多的纳米材料之一,它们具有许多诊疗领域所需的优秀特征,如高消光系数、易于表面功能化、热稳定性、强荧光发射、光声
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开发具有诊断和治疗特性的新型功能材料一直是生物医学领域研究的热点。纳米材料因具有大的表面积,有利于在表面连接各种诊断治疗模块,例如连接成像分子、靶向配体、治疗试剂以及各种功能化聚合物,可以实现高的成像诊断和治疗效果,已被广泛用于诊疗平台的设计。其中,金属硫化物纳米材料已成为过去十年中研究最多的纳米材料之一,它们具有许多诊疗领域所需的优秀特征,如高消光系数、易于表面功能化、热稳定性、强荧光发射、光声光热特性等。特别是,部分金属硫化物在近红外二区(NIR-Ⅱ,1000-1700 nm)具有吸收或发光能力,能够深入组织进行近红外二区的光声、荧光成像用于疾病诊断。同时,部分金属硫化物也表现出强的近红外光热转换效应,可用于疾病的光热治疗。另外,金属硫化物纳米粒子还可以通过表面配体螯合特定金属离子或结合其他药物分子,构建多功能纳米诊疗平台。总之,金属硫化物纳米材料可以作为造影剂和治疗剂在成像指导的疾病治疗中发挥作用。这些优异的性能使金属硫化物纳米材料在NIR-Ⅱ诊疗学中扮演越来越重要的作用,相关研究工作也越来越丰富。本文以Cu S、Ag2S两种金属硫化物纳米材料为主要对象,开发了两种材料新的合成方法、研究了它们的理化性质并探究了它们在NIR-Ⅱ区的荧光成像及光热治疗中的应用。1、分别以乙酰丙酮铜和硫粉为铜源和硫源,在油酸-油胺-十八烯体系中合成了硫化铜纳米粒子,并进一步通过阳离子交换法制备了Fe、Mn掺杂的硫化铜纳米粒子。通过改变溶剂比例调节其在近红外光区的吸收波长,获得了理想尺寸并且吸收峰在1064 nm附近的硫化铜纳米粒子,并对纳米粒子的形貌以及晶型进行了表征。随后通过微乳法将这些疏水颗粒转入水相,测试了其NIR-Ⅱ区光热性能以及化学动力学性能。实验结果表明,这些硫化铜纳米粒子在在水中具有良好的分散性和稳定性,在NIR-Ⅱ区具有强吸收。未掺杂的硫化铜纳米粒子在1064 nm处的光热转换效率高达45.2%,Fe3+掺杂的Cu S纳米粒子在1064 nm处的光热转换效率为43.7%,且均具有良好的光热稳定性。我们以3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)为指示剂,考察它们的羟基自由基生成能力,虽然Fe3+掺杂使硫化铜的光热转换效率略有下降,但是其化学动力学效果却有大幅提升。因此,所制备的Fe3+掺杂硫化铜纳米粒子可用于NIR-Ⅱ光热/化学动力学的联合治疗,强的近红外二区吸收和铁离子的掺杂也使该纳米颗粒具有光声及核磁共振成像潜力。2、以单(6-巯基-6-去氧)-β-环糊精为稳定剂制备了环糊精修饰的近红外二区发光的Ag2S量子点。对Ag2S量子点的形貌以及大小尺寸进行了表征,通过优化银和硫的比例、β-环糊精的用量以及反应温度和反应时间获得了发射峰在1280 nm左右的Ag2S量子点,荧光量子产率为2.02%,量子点平均尺寸约为5 nm。为了提高所得材料的生物相容性和体内血液循环时间,利用主客体相互作用进一步修饰了金刚烷化聚乙二醇(Ad-PEG)分子,得到的负载PEG的Ag2S量子点生物相容性好,在水溶液中具有良好的分散性和稳定性,可用于小鼠全身血管的成像,是一种有潜力的近红外二区荧光探针。
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