等离子体增强金属纳米片的肿瘤近红外光声成像/光学治疗研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xie2372
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二维金属纳米材料是指横向尺寸小于100 nm的超薄金属纳米材料,它具有稳定性高、比表面积大、表面修饰简单、LSPR可调等优点,正逐渐被科学家和研究人员用于催化、生物传感、生物医学成像治疗等领域的应用与研究。二维铂基纳米材料,由于其宽近红外区域(NIR-I和NIR-II)的光学吸收以及催化过氧化氢分解等特性,使其可作为光声成像、光热治疗、增强光动力学治疗制剂,在肿瘤成像治疗方面具有重要意义。本文研究了两种二维铂基纳米材料(铂铜合金纳米片和铂银合金纳米片)在近红外二区(NIR-II)肿瘤成像与光学治疗方面的应用,主要研究内容如下:1、通过水热法制备了横向尺寸为6.5 nm的二维铂铜纳米片,进一步表面修饰二氢卟吩e6(Ce6)和叶酸(FA)构建Ce6和FA功能化的二维铂铜纳米片多功能肿瘤治疗制剂(Pt Cu@Ce6-PEG-FA),并研究Pt Cu纳米片的光热光声性能及其增强Ce6光动力学特性,以及Pt Cu@Ce6-PEG-FA对活体肿瘤的光声成像和光学治疗。结果表明,Pt Cu超薄纳米片具有从可见光波段至近红外区较宽的光学吸收,在NIR-I和NIR-II区激光照射下均具有优异的光热性能(808 nm激光下光热转换效率为20.4%,1064 nm激光下的光热转化效率为32.7%)和较强的光声信号;Pt Cu纳米片具有优异的表面修饰灵活性和对过氧化氢(H2O2)的催化能力,二维铂铜纳米片在白光下使在含有H2O2的乏氧环境中Ce6的光动力学性能提高5.7倍;活体实验结果表明,Pt Cu@Ce6-PEG-FA纳米片具有优异的生物相容性,可以很好的富集在小鼠肿瘤部位,在不危及正常组织的情况下可在NIR-I和NIR-II区激光照射下可对小鼠肿瘤进行光声成像和有效的光热治疗。2、采用水热法制备了横向尺寸为42.5 nm的二维铂银纳米片,通过表面修饰FA构建了FA功能化的二维铂银纳米片多功能肿瘤治疗制剂(Pt Ag-PEG-FA),并研究Pt Ag纳米片的光热光声性能及其Pt Ag-PEG-FA对活体肿瘤的光声成像和光热治疗。结果表明,Pt Ag超薄纳米片具有从可见光波段至近红外II区较宽的光吸收,且在NIR-I和NIR-II区激光照射下均具有优异的光热性能(785 nm激光下光热转换效率为19.2%,1064 nm激光下的光热转化效率为45.7%)和较强的光声信号;活体实验结果表明,Pt Ag-PEG-FA纳米片具有很好的生物相容性,生物毒性极低,可以很好的富集在小鼠肿瘤部位,在NIR-I和NIR-II区激光照射下可对小鼠肿瘤进行光声成像和有效的光热治疗且不危及正常组织。与Pt Cu纳米片相比,Pt Ag纳米片在NIR-II区激光照射下具有更高的光热转换效率和更强的光声信号,这是因为Ag比Cu具有更强的等离子共振效应,使其对于光能的吸收和转换都有更好的表现。综上所述,二维铂基纳米片独特的二维超薄结构使其在近红外区具有宽泛的光吸收区间,因此赋予其优异的NIR-I和NIR-II区光热和光声性能,且可在NIR-I和NIR-II区对小鼠活体肿瘤进行光声成像和光热治疗,其中Pt Cu纳米片在白光下可通过对过氧化氢的催化有效提高Ce6的光动力学性能。这类二维铂基纳米片在肿瘤成像和光学治疗中展现了巨大的潜力。
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