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研究背景癌症超过心脏疾病已成为世界上主要的致死因素。手术，放疗和化疗等多种临床肿瘤治疗手段得到发展，以切除肿瘤细胞。然而，由于存在杀死正常组织，增加肿瘤细胞新城代谢率及破坏机体免疫系统的风险，上述治疗方法在一定程度上存在不足。当人们在传统的手术治疗基础上寻找更有效地治疗或辅助治疗手段时，提出了近红外激光光热疗法并引起人们广泛关注。光热治疗是通过近红外光照射光热治疗剂，光热治疗剂将光能转化为热能，通过局部灼烧的方式杀死肿瘤细胞。结果显示，光热治疗因其具有微侵袭性和高选择性，所以能够有效的避开上述风险。另外，这项技术与过往的治疗方法相比较有着很多其他有利之处，例如，步骤简单，并发症少，以及住院时间缩短。目前，在体外和体内两种情况下，常用贵金属基纳米材料，铜基半导体纳米粒子，碳基纳米材料，以及有机高分子和聚合物经过精心制备后作为有效的光热治疗剂来杀死肿瘤细胞。尽管很有前景，由于未知的长期毒性，这些治疗剂仍不能实现必要的临床应用。例如，碳基纳米管和石墨烯多种生理条件下是高度稳定的，并且可以引发氧化应激和肺部炎症。而且，金属纳米材料不易代谢，并对正常组织和器官有潜在的毒性。为了有效地避免未知的长期毒性，和有益于临床上的实际应用，开发出具有良好的光热性能和低全身毒性的光热治疗剂是非常重要的。作为多功能材料中的重要一族，磁性纳米材料被应用于广泛的生物相关领域，如磁共振成像（MRI），靶向给药，肿瘤治疗以及生物分子分离。一个重要的例证是美国食品和药物管理局（FDA）批准基于超顺磁纳米粒子的Fe3O4可作为高效能造影剂用于MRI，这表明这些种类的纳米材料具有长期安全性及生物医学领域的应用潜力。进来的一些研究阐述了磁性纳米复合材料的设计和结构，以及他们对抗细菌和肿瘤细胞的光热作用。然而，这些理论只是专注于光热治疗的最终结果而不是具体的细节的研究，包括：纳米制剂本身的细胞毒性和在不同治疗措施下的光热毒性。非常重要的是，至今未有过光热治疗抗C6细胞的相关研究，这表明了联合大脑肿瘤手术的同时，光热治疗法对于神经胶质瘤的治疗具有研究潜力。在此我们制备了一种新型的基于聚乙二醇化四氧化三铁纳米粒子的光热治疗剂，对C6细胞进行体外癌症治疗。首先，采用一步溶剂热法合成Fe3O4磁性纳米粒子。聚乙二醇分子附在聚乙二醇化四氧化三铁（PEG-Fe3O4）上使得这些纳米材料在各种生理条件下都具有很好的扩散性和可溶性。MTT检测显示PEG-Fe3O4具有的细胞毒性。光热治疗剂与近红外激光温育时活化，然后随着光热剂的浓度和照射时间延长，C6细胞存活力一步步得到抑制。最重要的是，基于不同染色手段的目视显微镜图片进一步证明，PEG-Fe3O4经过低激光功率密度和短程辐照时间的近红外激光照射后具有很好的光热抗癌功效。研究目的寻找一种治疗神经胶质瘤的有效方法实验方法第一，通过溶剂热法合成PEG-Fe3O4和C6细胞培养第二，测试PEG-Fe3O4本身对C6细胞的毒性第三，用808nm激光在不用的照射时间里照射含不同浓度PEG-Fe3O4的溶液。随着辐照时间收集起各种温度升高的样本。照射强度为2W·cm-2。测试PEG-Fe3O4作为光热剂的光热转换性能。第四，为测PEG-Fe3O4的光热毒性，以波长808nm激光，照射强度为2W·cm-2，分别照射与PEG-Fe3O4温育后的C6细胞和没有PEG-Fe3O4温育过C6细胞5分钟和无。然后，各组C6细胞在37℃，5%CO2条件下再孵育24小时。后加入MTT培养4小时进行检测。实验结果第一，合成后的PEG-Fe3O4经过TEM、SEM、XRD、SAED检测。结果说明修饰PEG的磁性纳米粒子提高了自身的溶解性和稳定性。第二， PEG-Fe3O4在浓度达到1mg.mL-1时并没有对Hela细胞和C6细胞的生存力产生破坏，这说明了我们的磁性纳米材料具有低细胞毒性。此外，我们通过观察形态学改变来研究PEG-Fe3O4在活细胞中的反应。倒置显微镜图像显示，与PEG-Fe3O4共育后，实验组和对照组中所有的C6细胞扩散和增值的程度是相同的。这对PEG-Fe3O4低细胞毒性作出进一步证明。第三，所有PEG-Fe3O4样本的温度随着照射时间的延长而增高，而随着PEG-Fe3O4浓度的增加，其温度上升的幅度增大。三个从属的实验是在相同的实验条件下完成的。图5C所示，经过近红外激光照射后的浓度为1.0mg.mL-1的PEG-Fe3O4溶液，其温度增加了23.8℃。相比较而言，纯净水只增加了3.8℃。说明PEG-Fe3O4具有良好的光热转换能力。第四， C6细胞与浓度不断增加的PEG-Fe3O4经过24小时温育，现存的光热剂既没有对细胞的存活力也没有对细胞的增值力产生影响。然而，近红外光大单独照射也并没有导致C6细胞的死亡，这表明实验设计中的近红外光照射强度和照射时间所产生的细胞毒性是可以忽略的。此外，这些结果清晰的说明了导致C6细胞死亡的主要原因是近红外光照射光热剂PEG-Fe3O4产生的光热效应。