光动力疗法(PDT)是一种新兴的治疗肿瘤的方法,具有创伤小等优点,因此受到了广泛关注。光动力疗法治疗过程是通过将光敏剂富集在肿瘤区域,以特定波长的光照射该病变区域激发光敏剂,光敏剂将能量传递给周围的氧,从而产生具有细胞毒性的活性氧分子,例如单线态氧,从而导致肿瘤细胞的凋亡。然而,大多数光敏剂均被可见光激发,因此入射光的穿透深度限制了光动力疗法的应用。上转换材料可吸收近红外光子并发射出更高能量的光子,本课题通过引入上转换材料来实现更深的组织穿透能力,设计合成纳米载药体系进而有效的提高光动力疗法的抗肿瘤活性,并利用稀土元素Gd的造影成像功能制备了可用于诊断和治疗的纳米体系。具体内容如下:(1)引入上转换材料可实现近红外光激发的光动力治疗过程,由于近红外光具有高的组织穿透能力及低的光损伤性使得上转换材料在光动力疗法领域受到了广泛关注。但上转换材料表面含大量疏水基团,使其无法直接运载药物。此外,由于上转换材料介导的光动力治疗过程是基于上转换材料与所连接光敏药物之间的荧光共振能量转移(FRET)过程,因此上转换材料与光敏药物应足够紧密。本课题引入了羧甲基-β-环糊精(COOH-β-CD),利用上转换材料与羧基之间的自组装作用有效构建载药体系。羧甲基-β-环糊精的引入简化了合成方法,并使该载药体系具有良好的水溶性,且缩短了上转换材料与金刚烷锌酞菁之间的距离,使得该载药体系具有良好的抗肿瘤活性。(2)羧基修饰的锌酞菁类光敏剂被广泛应用于上转换材料介导的光动力疗法中。但羧基修饰的锌酞菁在水相溶液或生理溶液中易于聚集,从而导致光敏活性的降低。本实验合成并比较了四羧基、八羧基、十六羧基修饰的锌酞菁聚集程度,结果表明十六羧基修饰的锌酞菁在生理溶液中主要以单体形式存在,且与其他两种锌酞菁相比具有更好的单线态氧产生能力,因此选用十六羧基修饰的锌酞菁作为光敏剂。随后,利用甲基丙烯酸酐修饰的透明质酸(m-HA)将上转换材料与光敏剂通过交联作用封装在一起,透明质酸衍生物可通过与肿瘤细胞表面过度表达的受体结合来特异性识别肿瘤细胞。最终结果表明,所合成的纳米载药体系可有效的被近红外光激发并杀死肿瘤细胞。(3)治疗诊断一体化是指将诊断与治疗相结合,许多传统的治疗诊断纳米体系具有复杂的准备过程,且重复性不高。本实验以一种简便的方法合成了一种可应用于治疗诊断一体化中的纳米粒子:通过金丝桃素(Hyp)与Gd3+之间的螯合及水解作用合成钆金丝桃素纳米材料(GHNP)。实验结果表明,所合成的纳米材料可有效的应用于核磁共振成像,且该纳米材料可通过重原子效应(HAE)提高光敏活性及ATP剥夺机制实现双功能抗肿瘤效应。