基于高分子合成和主客体化学的上转换纳米复合体系的构建及应用

• 作 者: 王平平
• 机 构: 华东理工大学
• 出 处: 华东理工大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 上转换纳米颗粒 光动力学治疗 主客体化学 复合体系 生物相容性

上转换纳米晶体(UCNs)或上转换纳米颗粒(UCNPs)由于其不寻常的发光性质而备受关注，并已经被用于各种应用领域。由于其对肿瘤具有良好的光渗透性、高的稳定性、合成可调性，还可以控制对于活体应用很重要的尺寸和形貌，因此，也常常被应用于生物医学领域，特别是癌症的光动力学治疗(PDT)方面。作为近红外(NIR)光动力学治疗体系的重要组成部分，UCNPs和光敏剂分子在近距离靠近时，近红外光可以激发UCNPs使其发射可见光来激发光敏剂产生活性氧簇(ROS)，从而导致肿瘤细胞死亡。本论文的设计是利用高分子材料的合成及主客体化学的方法对UCNPs进行改性，构建近红外的光动力学治疗体系，主要内容如下:　　1.采用了高分子活性聚合技术及主客体化学的方法构建近红外的光动力学治疗体系。首先对UCNPs进行氨基功能化，在其表面修饰β-环糊精(β-CD);利用活性聚合和简单的化学合成制备含金刚烷基团的聚合物Ada-PDPA-b-POEGMA和光敏剂Ada-Ce6，然后通过主客体化学作用构建上转换纳米复合体系UCNP-Ce6-P。然后，采用多种分析检测方法对复合体进行了系统表征，验证了该复合体系中UCNPs能够有效地与Ce6发生能量转移并激发Ce6产生单线态氧(1O2)，激光共聚焦显微镜成像显示UCNP-Ce6-P复合体可以有效地进入细胞。近红外辐照下的细胞体外实验显示，UCNP-Ce6-P有很强的光毒性，在肿瘤治疗方面很有价值。更进一步，此方法可以作为一种基本模型，可以加入带有功能性基团或靶向基团的客体分子，拓宽体系的应用范围，对医学领域有很大的实用意义。　　2.采用简单的一锅法聚合的方式，设计和合成了含上转换纳米颗粒的纳米凝胶体系用于近红外光动力学治疗。通过对一锅法复合纳米凝胶制备条件的摸索，加入带有双键的UCNPs采用共价键结合的方式制备含上转换纳米颗粒的杂化纳米凝胶。此方法引入了氨基，可以利用氨基进行静电相互作用吸附一些光敏剂和药物，赋予体系更多的功能。而且此方法简单方便、无毒、环境无害化且凝胶的高含水量、大的比表面积和生物相容性等良好性能使其有利于生物医学的应用。