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肿瘤已成为引起人们死亡的主要因素之一,寻找敏感性诊断、治疗肿瘤的方法是必要的。目前,基质金属蛋白酶2(MMP-2,肿瘤标志物)已经成为近年来肿瘤研究的热门靶点。本课题选用MMP-2为研究靶点,设计智能纳米荧光探针分别对肿瘤细胞和活体肿瘤检测提供新方法。1.以MSN为载体的缓释的MMP-2敏感探针的构建及其肿瘤细胞监控能力的研究本研究中使用一个多孔二氧化硅纳米材料(MSN)为载体,负载荧光共振能量转移对(淬灭剂BHQ做受体,荧光物质Cy5做供体),和MMP-2-sensitive antibody构建一种对肿瘤细胞内MMP-2监控的缓控纳米探针。在正常条件下,抗体由于静电吸附作用包裹在纳米颗粒表面,荧光处于“OFF”状态,且由于纳米孔径内发生荧光共振能量转移从而产生荧光淬灭,没有荧光发出。在MMP-2蛋白存在下,作为“生物门”的抗体和MMP-2蛋白特异性结合,从而导致“生物门”从探针上的脱落(处于“ON”状态),打破荧光共振能量转移,从而产生荧光信号。体外蛋白添加实验证明了探针在MMP-2时的缓控释放能力;细胞实验证明了探针对肿瘤细胞的特异性及肿瘤检测的可行性;之后构建肿瘤细胞MMP-2变化模型,进一步验证了探针对肿瘤细胞内MMP-2波动的灵敏性。实验证明了荧光物质的大量负载提高了探针对肿瘤的监控能力。探针制备的成功有利于对膀胱癌患者的早期诊断,并为其他种类的肿瘤诊断奠定物质基础。2.基于MMP-2靶点的肿瘤靶向探针的构建及其活体肿瘤监控能力的研究本研究制备一种荧光纳米颗粒为载体,引入亲水性集团PEG(聚乙二醇)提高纳米材料的亲水性和生物相容性,之后通过点击反应引入MMP-2-sensitive substract peptide,肿瘤靶向肽iRGD构建了一种具有活体肿瘤监控作用的MMP-2敏感肿瘤靶向敏感(TPFNs)探针。通过底物酶动力学反应,得到米氏常数,测面验证了传感器在体内用尿液作为信号的正确性;通过细胞实验得到该探针对肿瘤细胞的靶向性(肿瘤靶向肽)和特异性(MMP-2底物存在);构建动物乳腺癌模型,在小鼠肿瘤中生长分四个阶段评价TPFNs探针的诊断效果。在每个阶段评价中,小鼠进行TPFNs探针尾静脉给药,在2h后收集小鼠尿液以备尿液检查。对比传统乳腺癌检测方法—CA15-3试剂盒检测,证明了新探针对体积在15mm3的肿瘤有很好的诊断能力。该生物探针的制备的成功将有利于对肿瘤的识别,有利于肿瘤病人的早期诊断和肿瘤治疗效果评价,且为新抗肿瘤药物的发现奠定基础。以上研究探索肿瘤细胞、活体肿瘤检测时的新方法,将为临床上肿瘤早期检查奠定物质基础,也为肿瘤治疗提供新思路。