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近年来的研究发现铜的硫族化合物(如硫化铜、硒化铜等)纳米晶可以通过自掺杂的方式向晶体中引入自由载流子,从而使其在近红外区表现出强吸收特性。硫化铜纳米晶的这种独特的光学性质受到生物医学领域研究者的广泛关注和研究。与传统等离子体材料相比,硫化铜纳米晶具有原料成本低、合成方法简单和近红外吸收易于调节的优点。尤其是作为生物医学试剂,它还具有胶体学稳定、生物毒性低的优势。这些特征非常有利于硫化铜纳米材料的临床前研究和临床转化应用。本篇论文以硫化铜纳米材料为基础,探索了基于硫化铜的诊疗材料的设计,以及它们在肿瘤成像与治疗上的应用。主要内容包括以下几个方面: (1)对硫化铜纳米材料在生物医学上的研究进展进行了简要综述,并提出本论文研究意义与研究内容。 (2)实现了近红外第二窗口的高效光热治疗。通过制备Au-Cu9S5复合纳米结构,利用Au纳米颗粒的存在增强了Cu9S5在1064nm处的吸收及光热升温能力。该复合材料拥有较高的光学吸收截面、较高的的光热转换效率(37%)、在1064 nm处较深的组织加热能力、毒性低以及能对X射线造影,因此是一种非常有潜力的诊疗试剂。这部分工作的研究有利于今后利用等离子体共振增强效应去设计和优化光热治疗试剂。 (3)构建了用于肿瘤光热疗-化疗的光敏探针及药物释放核磁监控的智能纳米载药体系,它包括Au-Cu9S5内核和介孔二氧化硅层,以及接枝在介孔硅孔道中的二乙基三胺五乙酸-Gd用于核磁信号监控药物释放信息,还利用填充于介孔中临界相变温度为37℃的相变材料用于药物的远程控释。此诊疗平台结合光热治疗和化疗于一体,同时能起到药物运输和释放信息的核磁监测。 (4)发展了集环境敏感核磁成像和光热治疗功能于一体的新型纳米材料合成方法。以CuSe纳米材料为例,我们用一种简单的方法在水相中制备了CuSe@MnO2核壳纳米结构。这种材料的核磁性能对还原环境高度敏感,我们通过体外和体内实验验证了这种材料对肿瘤微环境的响应性。此外,CuSe@MnO2复合纳米结构还具有优异的光热性能,可以作为光热试剂用于肿瘤治疗。这部分工作的研究为构建还原性环境响应的核磁复合材料提供了新方法。 本论文丰富了基于硫化铜的诊疗用复合纳米试剂的制备方法,通过对体内外造影和治疗性能的研究,探索了硫化铜复合材料在生物医学上的应用,为硫化铜纳米材料的临床转化研究提供了基础。