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背景和目的宫颈癌是最常见的女性生殖系统恶性肿瘤,也是导致女性死亡的主要病因之一,其发生与社会发展情况、HPV感染等密切相关。目前宫颈癌的治疗策略不仅包括手术切除、放疗、化疗等传统方法,基因治疗、生物免疫治疗等新兴的治疗手段也逐渐被应用于临床,这为罹患宫颈癌的女性带来了福音。然而这些治疗方法也存在着各自的局限性,比如治疗不彻底导致的复发、术后并发症多、药物毒副作用大以及治疗费用高昂等。因此,寻找高效精准的宫颈癌的的治疗方法来改善患者生活质量和提高患者生存率是医患双方共同的期待。本研究拟开发一种特异性靶向宫颈癌细胞的纳米粒子,该纳米粒子具有优越的光声效应和较强的光热转化效率,进一步利用定制的激光系统开展体外细胞实验和体内动物实验,评价光声成像引导下的光热治疗宫颈癌的效果,本研究有望为临床提供一种高效精准的宫颈癌治疗新思路。研究方法（1）首先运用纳米沉淀法制备出近红外区强吸收的共轭聚合物PIIGDTS（PD）纳米粒子,然后通过在PD纳米粒子表面修饰靶向宫颈癌细胞的叶酸（FA）以合成特异性靶向宫颈癌细胞的纳米粒子（PD-FA纳米粒子）。先后利用透射电镜观察纳米粒子的形态,粒度仪测量纳米粒子的大小,紫外分光光度计检测纳米粒子的在不同波长下的光吸收。基于自制的光声显微系统监测纳米粒子在体外的光声性能,包括光声光谱的测定、光声稳定性的监测以及光声信号的浓度依赖性。最后利用自制的近红外光照射系统和红外热像仪监测不同激光功率照射下,不同浓度纳米材料的温度变化,评估纳米粒子在体外的光热效应、光热稳定性和光热转换效率。（2）随后开展体外细胞实验,首先采用四唑比色法（MTT）检测纳米粒子对正常细胞系（Cos-7）的毒性作用。接下来,为探索宫颈癌细胞系（HeLa）对纳米粒子的摄取情况,先用荧光染料CU-6标记PD-FA纳米粒子和PD纳米粒子,后用共聚焦激光扫描显微镜观察不同时间点这两种纳米粒子进入HeLa细胞的情况。以此为依据确定HeLa细胞摄取纳米粒子的最佳时间点,在这个时间点对细胞进行激光照射,激光照射后利用活/死细胞染色法和MTT比色法检测HeLa细胞的生存率情况,从而评估纳米粒子在细胞层面上的光热杀伤效果。（3）建立HeLa细胞宫颈癌皮下肿瘤模型用于评估纳米粒子活体光声成像的表现和光热治疗的效果。首先利用光声装置检测老鼠皮下肿瘤仿体的实验来验证纳米粒子在小鼠皮下的光声性能。进一步将PD和PD-FA两种纳米粒子通过尾静脉注射进入荷瘤小鼠体内,在不同的时间点对肿瘤区域进行光声成像,并检测光声信号的强度来掌握两种纳米粒子在肿瘤区域的富集情况。这一实验测试了PD-FA纳米粒子对于宫颈癌的靶向作用,为后续活体光热治疗做前期准备。为了评价纳米粒子在荷瘤小鼠活体的抗肿瘤作用,将荷瘤小鼠随机分为5组,处理如下:PD-FA纳米粒子+激光组、PD纳米粒子+激光组、单纯PD-FA纳米粒子组、单纯激光组、空白对照组。每三天对肿瘤体积和小鼠体重进行监测并绘制成曲线,观察肿瘤生长情况并且拍照。在治疗结束后处死小鼠,解剖小鼠的主要器官包括心、肝、脾、肺、肾进行病理学分析,用于评价纳米材料的生物安全性。实验结果（1）PD-FA纳米粒子在电镜下呈规则圆形结构,粒度仪粒径大约50 nm,紫外分光光度计显示该纳米粒子能在较宽的波段内具有较强的近红外吸收并在845 nm处出现峰值。光声性能检测表明,PD-FA纳米粒子在体外具有优异的光声性能,且光声信号强度可与浓度呈现良好的线性关系。即使激光连续照射20min,PD-FA纳米粒子的光声信号一直保持不变,验证了PD-FA纳米粒子的光声稳定性。光热检测表明,PD-FA纳米粒子光热效应具有显著的浓度依赖性和能量依赖性。五次升温降温实验都能上升到相同的温度,表明PD-FA纳米粒子极佳的光热稳定性,通过计算得出体外光热转换效率高达62.6%。（2）正常细胞系Cos-7的毒性测试表明,PD-FA纳米粒子对正常细胞系Cos-7几乎无毒性作用。细胞摄取实验表明,HeLa细胞对PD-FA纳米粒子具有较强的摄取作用,且在8 h时PD-FA纳米粒子进入细胞的量最多,而HeLa细胞对PD纳米粒子几乎无特异性摄取作用。这一实验反映了PD-FA纳米粒子对HeLa细胞的特异性靶向作用,同时确定了细胞光热实验的最佳时间节点。细胞光热杀伤实验表明,PD-FA纳米粒子与HeLa细胞共孵育并在激光照射下显示出很强的光热杀伤效果,细胞死亡率高达80%以上。提前使用叶酸对细胞预处理或者PD纳米粒子与细胞共孵育时,细胞死亡率显著降低,但仍有一定杀伤效果。这一现象验证了PD-FA纳米粒子对HeLa细胞的特异性光热杀伤效果。（3）在荷瘤小鼠上进行活体光声成像实验,尾静脉注射PD-FA纳米粒子后不同时间点观测肿瘤光声信号显示,PD-FA纳米粒子在注射后2 h到达肿瘤区域逐渐累积并在24 h时积聚最多,后续从肿瘤区域被清除。相比而言,注射PD纳米粒子后肿瘤区域光声信号在8 h出现并且在12 h消失,且信号强度较低,这一对比反映了PD-FA纳米粒子在活体对于宫颈癌细胞的靶向性。动物光热治疗实验表明,PD-FA纳米粒子注射组的肿瘤在激光照射后18天内被完全消融,后续未见肿瘤复发,未见毒副作用。研究结论本研究证明基于多功能PD-FA纳米粒子的多维光声成像引导下的宫颈癌光热治疗是有效的,为宫颈癌的精准诊断和高效治疗提供了一种新思路。