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光动力治疗是一种特异性较强的癌症疗法,但大多数常用光敏剂可吸收的波段在组织穿透能力差的可见光区,因此限制了光动力疗法在深层肿瘤治疗上的临床应用。而且肿瘤处于乏氧的微环境,导致耗氧的光动力治疗效果受到严重影响。上转换发光纳米材料能够通过反斯托克斯发射过程,将组织穿透性强的近红外光(NIR)转换为能够被光敏剂吸收的可见甚至是紫外波段,可以突破目前光动力治疗的局限。本研究取得的实验成果如下:(1)采用共沉淀法制备了形貌良好、尺寸均一的核壳结构的上转换发光纳米颗粒NaYF4:Yb,Er@NaYF4:Nd,对其微结构和发光性能进行表征。由于壳层中掺杂了 Nd3+,因此能够被组织穿透性强、热效应小的808 nm的激光激发。之后对其温度探针性能进行了初步探究,发现ln(I540/I520)与1/T呈现明显的线性关系。有望作为一种新型细胞温度探针在生物医学上发挥作用。(2)在原有核壳结构的颗粒外包覆一层惰性四氟钇钠壳层,制备出多层核壳结构上转换发光纳米颗粒NaYF4:Yb,Er@NaYF4:Nd@NaYF4,通过抑制表面淬灭提高了发光强度。在包覆二氧化硅的多层核壳结构的上转换发光颗粒(UCS)上负载光敏剂Ce6和氢氧化铁纳米颗粒,进行光动力治疗平台的构建。利用三价铁的类芬顿反应在肿瘤细胞内持续产生氧气和部分活性氧,用于缓解肿瘤乏氧的类芬顿协同光动力治疗,促进了光动力的治疗效果。复合颗粒UCS-Ce6-Fe(OH)3具有良好的化学稳定性和生物相容性。(3)对复合材料的光动力治疗性能进行各种生物学表征。首先分别在人肾上皮细胞293T、4T1小鼠乳腺癌细胞和红细胞上验证了复合颗粒具有良好的细胞相容性和血液相容性。然后验证颗粒在正常氧和乏氧环境下的体外光动力治疗效果,结果表明有类芬顿反应促进的一组细胞杀伤效果最好。此外,用荧光显微镜观测了不同实验条件下细胞内活性氧的产生同样也支持了上述结论。最后在小鼠4T1乳腺癌肿瘤模型上进行体内光动力实验,使复合颗粒的类芬顿反应增强光动力的治疗效果得到了进一步验证。本研究为构建更加完善的光动力治疗平台提供了一个新颖的解决方案。