基于稀土上转换发光材料和贵金属材料的纳米复合物的合成及其生物应用

• 作 者: 陈晴
• 出 处: 浙江师范大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 纳米复合物 上转换纳米粒子 光动力治疗 乏氧 光热治疗 凋亡机制

近年来,随着纳米科技与生物医学领域的不断交叉融合,纳米材料在癌症诊断与治疗方面的应用已经成为科学家们关注和研究的焦点。为了获得更好的诊疗与治疗效果,多功能的纳米平台开始出现,这种新型体系的构建基于多功能纳米复合材料的研发,能够同时实现肿瘤的诊断与治疗。本论文的主要研究工作是,采用高温溶剂热法成功制备了稀土上转换发光纳米材料并对其发光性质和磁共振成像能力等进行了详细的研究,通过适当的表面修饰及功能化对其潜在的生物应用做出初步探索;构建了一种新型的基于贵金属纳米材料的复合纳米平台,用于肿瘤的光热治疗（PTT）和光动力治疗（PDT）联合治疗,并对细胞凋亡机理进行了详细研究。具体内容总结如下:（1）利用光敏剂Ce6的吸收光谱与NaErF₄@NaGd F₄@NaDyF₄的发射光谱在可见光区的完全重叠,设计了一个808 nm激活的上转换纳米平台UCNPs-Ce6。UCNPs中高浓度的Er³⁺活化剂（100 mol%）将808 nm的激光转换为654 nm的可见光以及1530 nm的近红外光。650 nm的可见光会激活光敏剂Ce6并产生单线态氧,而1530 nm的光可以用于穿透深度更深的短波红外（SWIR）光成像。同时,由于NaGdF₄/NaDyF₄壳层的存在,该平台同时对T1/T2双模态成像表现出对比度增强作用。该纳米平台有希望应用于多模态成像引导的PDT治疗。（2）构建了一种新型的基于贵金属纳米材料的复合纳米平台Pt-Ce6用于肿瘤的PTT/PDT联合治疗。该复合纳米平台既作为高效的过氧化氢酶模拟物,催化肿瘤中过量的H₂O₂分解产生O₂,缓解乏氧,提高PDT效率,也作为NIR-II光热剂（PTA）,在1064 nm激光照射下将光能转换为热能,产生高热用于PTT。Pt-Ce6在650 nm激光照射下产生的活性氧（ROS）通过线粒体介导的途径（内源性）诱导细胞凋亡。细胞和动物实验结果表明,基于Pt-Ce6的优异的催化能力和光热转化能力,实现了PDT和PTT两种治疗模式的有效整合,并且它们的协同治疗效果优于单一的PDT或PTT效果。