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癌症具有高的致死率,近年来,光动力疗法(PDT)和化学动力疗法(CDT)由于对癌症具有显著的疗效而受到了关注。这两种治疗方式依赖于产生的活性氧杀死癌细胞,进而抑制肿瘤的生长。但是在研究过程中发现,肿瘤所处微环境乏氧、谷胱甘肽(GSH)水平较高、H2O2浓度有限、且癌变部位较深等诸多因素,极大地影响了化学动力疗法和光动力疗法的治疗效果。为此,研究者们开发了诸多过渡金属基芬顿试剂和新型的PDT试剂,致力于对肿瘤微环境、治疗深度和光依赖性等因素进行调节与改善。其中,基于化学诱导或酶促反应的无光源PDT试剂受到了研究人员的青睐,有望成为新型的癌症治疗方案。但是,目前所研究的芬顿试剂和无光源光动力剂,鲜有对稀土金属和苯多羧酸的报道。因此,开发基于稀土金属芬顿反应和苯多羧酸罗素反应体系的纳米药物具有潜在价值。基于水滑石(Layered double hydroxides,LDHs)主体层板元素可调,比表面积较大,层间阴离子可调和生物相容性良好、易实现功能多元化的特点,结合CDT特异性治疗原理以及无光源PDT响应机理,本文通过简单的合成方法,设计和构建了两种LDHs纳米材料。利用静电力、氢键等实现对客体分子吲哚菁绿(ICG)和苯多羧酸(Benzene polycarboxylic acid,BPA)的负载和插层,从而构建新型的纳米诊疗平台。并揭示了含Ce-LDHs的CDT特性以及BPA/LDHs的罗素反应特性,进一步为实现癌症的诊疗提供了新的途径和理论基础。基于此,本论文的研究内容如下:1.功能化铜铝铈水滑石体系的构筑及其癌症诊疗性能的研究通过自下而上的方法制备CuAlCe-LDHs薄层纳米片,其厚度在1.0 nm左右,利用客体分子吲哚菁绿(ICG)和主体层板电负性的不同,实现对ICG的有效负载,并展现出优异的协同性能。其中包括基于Ce(Ⅲ)基芬顿催化特性、由Cu(Ⅱ)诱导的T1加权的磁共振成像(MRI)、基于ICG的光热和光声成像(PAI)性能以及CDT/PTT协同治疗。由3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)实验,经米-曼拟合计算得到KM=1.57 mM,Vmax=4.88×10-6M s-1,体现了优异的H2O2亲和力和超高的芬顿反应速率。由于近红外吸收的显著增强,ICG/CuAlCe-LDHs表现出优异的温升效果(△T=34.7℃)和PA成像功能。此外,基于Cu(Ⅱ)的T1-MRI(r1)驰豫率为1.791 mM-1s-1。体外细胞实验结果表明,所制得的ICG/CuAlCe-LDHs具有优异的生物相容性,且表现出优异的协同抗癌性能,有效造成癌细胞的凋亡。这项工作为Ce元素基于芬顿反应的癌症治疗应用提供了新的方法,并很好的应用了Cu(Ⅱ)磁共振成像的功能,为未来癌症的诊疗手段提供了新的参照。2.苯多羧酸(BPA)插层钴钼水滑石体系的构筑及抗癌性能的研究通过共沉淀法分别了合成由苯四甲酸(PMA)和苯六甲酸(MA)插层的CoMo-LDHs。并使用亲水性靶向试剂吐温20(Tween 20,T-20)对水滑石表面进行改性,赋予其优异靶向性和水分散性。基于罗素反应机理,T-20@BPA/CoMo-LDHs通过与过氧化氢(H2O2)反应,生成单线态氧(1O2),实现无光源诱导的有效过程。由于BPA的羧基基团可以被过氧化,而该过氧化物质在金属离子的作用下解离,并进一步分解为102,其中BPA/CoMo体系在众多金属体系显示出优异的DPBF降解能力,从而体现出选择CoMo为主体层板元素的优越性。同时,通过比较可得,MA组相对于PMA组具有更强的1O2生成能力。这项工作为BPA基于罗素反应机制的无光源PDT过程提供了证据,而且拓宽了 BPA插层水滑石在PDT领域中的应用,为未来癌症的治疗提供了新的手段。综上,本论文成功构筑了两种功能化的水滑石纳米体系。其中CuAlCe-LDHs通过负载光敏剂ICG,充分利用偏酸和高GSH环境以及层板元素的复杂价态特点,实现CDT/PTT的特异性协同,PA成像和MR成像。将BPA插层到CoMo-LDHs层间,基于罗素反应机制,通过与H2O2反应,实现无光源过程的1O2生成;另一方面,亲水性靶向试剂Tween20的修饰,将赋予T-20@BPA/CoMo-LDHs优异的生物相容性和靶向性。这些研究成果对新型癌症诊疗试剂的开发具有重要的指导意义。