论文部分内容阅读
目的:制备多功能钆螯合的铋纳米诊疗剂作为CT/PAI/MRI三模式成像的对比剂及光热转换剂,用于多模式成像引导下的癌症治疗。方法:1.合成及表征:（1）通过超声乳化法得到疏水性纳米颗粒DT-Bi NPs,继而通过自组装方式在DT-Bi NPs表面修饰Gd-DTPA-BC6和两亲性物质DSPE-PEG2000;（2）通过TEM观察纳米颗粒的形貌、DLS检测纳米颗粒的粒径分布、紫外吸收光谱分析纳米颗粒的近红外吸收能力;（3）FTIR/XPS/XRD表征纳米颗粒的结构特点;（4）通过MTT及溶血实验分析纳米颗粒在体外的毒性及生物相容性。2.CT/PAI/MRI三模式成像实验:（1）配置不同浓度的Gd-Bi-PEG NPs在体外分别行CT、PAI及MRI扫描,验证其在体外多模式成像能力;（2）荷瘤鼠尾静脉注射Gd-Bi-PEG NPs,在不同时间点分别对荷瘤鼠行CT、PAI及MRI扫描,验证其在体内三模式增强成像效果。3.光热治疗实验:（1）配置不同浓度的Gd-Bi-PEG NPs溶液,经近红外光照射后记录不同时间点的温度;荷瘤鼠体内注射Gd-Bi-PEG NPs后,经近红外光照射肿瘤部位后,记录不同时间点肿瘤部位的温度;（2）通过MTT及活死细胞染色实验测定Gd-Bi-PEG NPs体外消融肿瘤细胞的能力;（3）测定不同处理方式的荷瘤鼠肿瘤体积、肿瘤重量同时计算肿瘤抑制率,并对肿瘤及各重要器官进行组织化学染色,分析Gd-Bi-PEG NPs的光热治疗能力。结果:1.合成和表征:（1）成功合成钆螯合的铋纳米颗粒;（2）FTIR/XPS/XRD从化学结构上分析Gd-Bi-PEG NPs成功构建,其内含有Bi元素和Gd元素;（3）TEM及DLS显示Gd-Bi-PEG NPs成光滑的球形结构,其平均水合粒径大约为45 nm;紫外吸收光谱分析该纳米颗粒在近红外区具有较强的吸收;（4）两种不同类型的细胞MTT实验证实200μg/mL Gd-Bi-PEG NPs的细胞存活率高于85%,溶血实验显示即使较高浓度的Gd-Bi-PEG NPs溶液,其溶血率也低于5%。2.CT/PAI/MRI三模式成像:（1）体外CT、PAI及MRI结果显示Gd-Bi-PEG NPs的X线吸收系数为38.4 HU mg/mL-1,较Bi2S3及碘海醇更高,具有更好的CT增强能力;较低浓度（0.625 mg/mL）的Gd-Bi-PEG NPs也具有较高的PA信号值（366 a.u）;此外该NPs的纵向弛豫率为4.9 mM-1s-1,与马根维显相似,能够提高MRI增强效果;（2）体内CT结果显示在Gd-Bi-PEG NPs注射后1 h,荷瘤鼠肿瘤部位CT值达到最大值251.48±6.74 HU;体内PAI结果显示Gd-Bi-PEG NPs注射后,荷瘤鼠肿瘤部位的光声成像效果被显著增强;体内MRI结果显示TMR在注射后1 h达到最高值2.56+0.10,即使24 h后肿瘤部位T1信号值也较初始值增高,说明该NPs能明显延长成像时间窗。3.光热治疗能力:（1）体外实验证实了2 mg/mL Gd-Bi-PEG NPs溶液在10 min内温度上升了40℃以上,其光热转换效能η为28.4%;当荷瘤鼠内注射Gd-Bi-PEG NPs后,肿瘤部位的温度由26.2℃上升至53.4℃;（2）体外MTT结果显示当C6细胞与200μg/mL Gd-Bi-PEG NPs共培养后,在近红外光照射后C6细胞存活率为12.28%±0.71%;活死细胞染色结果显示当Gd-Bi-PEG NPs及近红外光照射共同处理C6细胞后,大多数C6细胞被杀死;（3）抗肿瘤结果显示实验组荷瘤鼠TIR为101.72%±1.85%,其肿瘤重量为0.25±0.06 g,与对照组存在明显的差异（p<0.0005,n=4）。同时,实验组HE染色结果显示肿瘤区域内肿瘤几乎没有肿瘤细胞。结论:1.本研究成功制备了Gd-Bi-PEG NPs,其在近红外区具有较强的吸收能力、具有较低的毒性即良好的生物相容性,有利于进一步体内应用2.体外及体内实验证实Gd-Bi-PEG NPs能够明显增强CT/PAI/MRI成像效果,是理想的多模式成像造影剂3.Gd-Bi-PEG NPs在体外具有显著的光热转换效率,能够达到较好的光热消融细胞能力;在体内能明显提高荷瘤鼠肿瘤部位的温度,达到抑制荷瘤鼠肿瘤生长的效果,进一步说明该NPs能够应用于影像引导下的光热治疗,具备潜在临床转换潜力。