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酸性肿瘤环境与控制肿瘤生长和转移的许多因素密切相关,肿瘤部位的pH检测和pH值变化的监测已在纳米医学领域引起人们广泛关注。本课题通过在含硅元素的罗丹明结构中引入硼酸基团合成pH敏感的近红外(NIR)荧光探针SiRB。将吲哚青绿(ICG)和SiRB荷载到具有良好生物相容性的高聚物聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)中形成PLGA-SiRB-ICG pH响应型近红外比率荧光探针。结果表明,该荧光探针通过增强的渗透性和保留效应可有效地在肿瘤部位蓄积。PLGA在弱酸性环境下加速降解有利于探针的释放,SiRB在pH 5.8~7.6范围内具有良好的pH响应性,而ICG的荧光强度几乎不随pH的变化而改变,两种探针的荧光比值可定量测量出肿瘤部位的pH值及pH值的变化情况,对肿瘤的发生、发展和转移有重要参考价值。本课题主要研究内容包括以下四个部分:一、“自开关”型近红外荧光探针SiRB的合成及其性质考察本文以3-溴-N,N-二甲基苯胺和2-溴苯硼酸为原料,采用四步法成功合成“自开关”型近红外荧光探针SiRB;通过柱层析法对中间体和终产物进行了纯化;利用核磁共振氢谱,紫外-可见光谱和荧光光谱表征了SiRB的分子结构和激发/发射波长,结果证明,SiRB分子结构与预期结构相符,其激发波长和发射波长均位于近红外区;SiRB探针在pH 5.8~7.6范围内具有灵敏的pH响应性,且研究发现该荧光探针的pH响应性具有良好的可逆性,有利于监测肿瘤微环境的pH值变化情况。二、基于SiRB的pH响应型近红外比率荧光探针的制备及其性质考察以SiRB为荧光pH指示剂;以吲哚菁绿(ICG)作为荧光参比试剂(其荧光强度在一定酸碱范围内不受pH值影响),高聚物PLGA为载体,通过溶剂乳化挥发法成功制备pH响应型近红外比率荧光纳米探针PLGA-SiRB-ICG,同法制备了对比试剂PLGA-SiRB和PLGA-ICG。通过透射电镜图和紫外-可见光谱图证实了PLGA将SiRB与ICG荷载,形成了核壳式的结构;激光纳米粒度仪测定结果表明,PLGA-SiRB-ICG的平均粒径和电位分别为95.13±0.21 nm和-8.14±0.13 mV,粒径大小均匀,稳定;通过测定不同pH下的紫外-可见光谱可知:在pH 5.8~7.6之间,PLGA-SiRB-ICG的荧光比值随pH变化而变化。实验排除了人体常见盐类对PLGA-SiRB-ICG探针的干扰,体外释放实验表明PLGA-SiRB-ICG在微酸性环境下具有更高的释放速率,有利于在肿瘤微环境下的释放。三、pH响应型近红外比率荧光探针PLGA-SiRB-ICG的细胞实验以人乳腺癌细胞MCF-7为模型细胞,考察了PLGA-SiRB-ICG的细胞毒性。SRB结果显示,在较低浓度时,PLGA-SiRB-ICG对MCF-7细胞没有明显毒性,当探针浓度大于80μg/mL时,探针对MCF-7细胞具有一定的毒性,且游离的SiRB和ICG的毒性明显高于探针组,说明PLGA的包裹降低了探针对细胞的毒性;激光共聚焦荧光显微镜实验结果表明:探针SiRB可以进入肿瘤细胞内部,并对溶酶体具有特殊靶向性,有望应用于细胞器定位研究。四、pH响应型近红外比率荧光探针PLGA-SiRB-ICG的荧光成像和pH检测研究首先,通过多模式活体成像系统(KODAK)记录PLGA-SiRB-ICG的荧光比值与pH值之间的关系,通过线性回归计算考察两者之间的线性关系并得到线性回归方程。然后,以KM雌性小鼠为模型动物,腹水瘤S180细胞为模型细胞,构建荷瘤鼠模型。通过多模式活体成像系统,成功的对小鼠的肿瘤组织及主要器官进行了pH值检测。通过实验结果发现:PLGA-SiRB-ICG对肿瘤组织具有一定的被动靶向作用,且肿瘤部位的pH数值明显低于其他器官,通过对不同生长天数的肿瘤观察发现:肿瘤生长天数越长,尺寸越大,pH越低,此结果对肿瘤的发展阶段界定与微环境研究具有重要参考价值。