有机分子NIR-Ⅱ光学诊疗试剂的设计及应用研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:CHENHUANHUAN7
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近年来,光学诊疗技术因为其优异的临床检测能力以及治疗效果,成为检测早期以及治疗癌症的有效手段。与可见光区(400-700 nm)和近红外一区(700-900 nm)荧光成像技术相比,近红外二区(NIR-Ⅱ,1000-1700 nm)窗口中荧光成像技术因为其发射波长较长,可显著降低生物组织的光散射,并减少背景自发荧光,这些优点可以使NIR-Ⅱ荧光成像具有更高的时空分辨率、更深的组织穿透深度和改善整体图像质量的特性,使其在生物医学领域具有重大的应用研究价值。光热治疗是一种有效的且非侵入式的治疗癌症的方法,主要依靠光热剂的局部加热效应,将光能转化为热能来消除癌细胞。与各类型无机光热剂相比,有机光热剂可以通过专门的合成来调整其化学与光学性质,使其具有良好的生物降解性、低毒性、光热转换效率和高光稳定性。因为有机光热试剂这些独特的性能,其被巧妙的开发和设计用于光学诊疗。基于此,本论文就近红外二区荧光成像引导的光疗提出两种新的思路,具体的研究内容如下:(1)NIR-Ⅱ荧光成像引导基于DPP有机小分子的光热学治疗:通过808 nm激光激发材料NIR-Ⅱ荧光成像,引导基于DPP有机小分子的纳米颗粒的光热学治疗。这种纳米粒子易于合成且稳定性好。在激光照射下具有良好的NIR-Ⅱ荧光信号和较高的光热转换效率(41.5%),同时具有优异的光热稳定性。该纳米粒子与NIH-3T3正常细胞联合培养后发现正常细胞基本无明显的死亡现象,而与Hela癌细胞联合培养再经808 nm激光照射后发现,对癌细胞具有显著的杀伤作用。上述实验结果证实了该纳米粒子具有良好的生物相容性、对正常细胞的低毒性以及良好的光热治疗效果。这些研究为NIR-Ⅱ荧光成像指导下的肿瘤光热治疗提供了依据并为未来的临床应用提供了有力支持。(2)高性能光热剂的构建以及在NIR-Ⅱ成像引导下的光热治疗:通过分子结构调控设计了NIR-Ⅱ荧光成像纳米粒子,并实现了1064 nm激光触发的光热治疗。在本章中,我们成功的设计、筛选出一个新型的基于对称有机小分子的多功能纳米颗粒T1-NPs。此纳米颗粒在1064 nm处有很强的光吸收能力、出色的NIR-Ⅱ荧光发射性能,并且具有高的光热转换效率(45.3%)。此外,在1064 nm激光照射下体外细胞实验中,纳米粒子表现出优异的癌细胞杀伤效果(死亡率超90%)。单次激光照射下对小鼠肿瘤生长具有显著的抑制作用(肿瘤抑制率超过90%)。这项工作为构建近红外二区荧光成像引导下的高光热治疗纳米平台提供了一种创新思路。
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