如今,癌症发病率逐年升高,人们不断发展更为有效的精准医疗手段以提高癌症的疗效。在这些新的诊断和治疗技术中,将肿瘤的成像和治疗结合于一体的诊疗一体化技术最近受到了极大地关注,诊疗一体化技术不但将多模式成像技术融合起来,同时将光热治疗(PTT),光动力治疗(PDT),免疫治疗等新型治疗方式联合起来,无论是在降低化疗的毒副作用,实现其他治疗手段的联合,或者诊断等方面,都极具应用前景。见于以下两种材料的优势,本论文构建了两种新型的多功能靶向材料以实现肿瘤的诊疗一体化。首先,利用大分子透明质酸(HA)对肿瘤高表达的CD44受体具有特异性结合的性质,当其构建成纳米颗粒时,因其亲水性,构筑于壳层,利用纳米颗粒自身的被动靶向与HA对癌细胞的主动靶向,使得纳米颗粒更容易进驻细胞。此外,HA的生物相容性,可降解性,无毒等优势也进一步推动该材料在纳米制剂中的应用。再者,七甲川花菁类荧光染料Cy具有优异的荧光性质,其荧光发射峰位于近红外区(760-1000 nm),该区域内,荧光具有组织穿透力强、散射弱,能有效降低背景荧光。此外,Cy染料具有一定的光热,光动力治疗效果,例如,FDA批准的ICG。更者,某些Cy染料(IR780,IR808)还具有肿瘤靶向性。因此在多功能靶向材料中,可以引入该材料,用于肿瘤的荧光/光声双模式成像,来指导光热/光动力治疗。一,构建基于透明质酸(HA)与花菁染料IR808的纳米颗粒(HAIR纳米颗粒),用于荧光/光声双模式引导的高效光热治疗首先通过己二酸二酰肼修饰透明质酸(HA),而后通过腙键将染料IR808与HA共价连接。在水溶液中,材料自组装形成粒径为125 nm左右的纳米颗粒。该纳米颗粒即保留了IR808优异的荧光特性,又显著提高了IR808的荧光稳定性。Cy染料在光照下,易于被产生的活性氧ROS氧化,发生光漂白。不利于Cy染料在肿瘤治疗方面的应用。当形成纳米颗粒后,IR808的光热效果明显提高了,在IR808浓度都为15μg/ml时,用808nm激光激发,纳米颗粒HAIR温度升高能力远远高于游离的IR808,在5min时,温度达到55℃,明显提高了治疗效果。与此同时,高效的光热装换效率,使得HAIR纳米颗粒比游离的IR808更具光声响应性。细胞和动物实验表明,该HAIR纳米颗粒生物安全性高,能高效富集到肿瘤部位,表现出优异的荧光/光声双模式成像以及高效率的光热治疗。这种基于透明质酸(HA)与花菁染料IR808,形成的纳米颗粒为临床应用提供一种潜在的有吸引力的肿瘤诊断手段。二,构建花菁染料IR780与抗癌药物MTX的小分子共轭物,用于荧光/光声双模式引导的光热与化疗的协同治疗该课题选用具有肿瘤靶向性的IR780和具有一定肿瘤靶向性的抗癌药甲氨蝶呤MTX,通过二硫键将IR780与MTX链接形成IR780-SS-MTX小分子共轭物以实现荧光/光声双模式引导的光热与化疗的协同治疗。体外实验表明,IR780-SS-MTX小分子共轭物的二硫键能够被巯基化合物谷胱甘肽(GSH)等打开,具有很好的还原响应性,而且这种响应性能通过紫外和荧光信号的变化体现出来。细胞摄取和细胞毒性等实验表明,该小分子共轭物具有很好的肿瘤细胞靶向性,能将克服细胞的多药耐用性将更多的MTX带到细胞。同时细胞内的GSH能打开了该小分子的二硫键,使MTX发挥药效。动物荧光成像和光声成像实验表明,IR780-SS-MTX小分子共轭物比单独的IR780染料更早地到达肿瘤处。而且小在分子共轭物体二硫键打开的情况和药物发挥疗效的情况可以通过荧光和光声进行监测。这种全新的IR780-SS-MTX小分子共轭物为新型分子影像诊疗探针的设计以及肿瘤的靶向成像和治疗提供了新思路。