基于BODIPY和石墨烯的光诊疗一体化纳米粒子的构建和性能研究

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针对目前癌症治疗中存在的种种局限,诊疗一体化技术提出了新的癌症治疗方案。BODIPY是一种优秀的荧光染料并在癌症的光诊疗领域中已有诸多研究,但是使制备出的BODIPY纳米材料同时具备荧光成像、PDT及PTT效果的研究尚有欠缺。为了制备出同时具有荧光成像、PDT、PTT效果的BODIPY纳米粒子,本文采用二维材料石墨烯与两性化合物BODIPY-PEG(BP)进行复合,通过两性分子在石墨烯表面自组装制备出MGBP纳米粒子。MGBP纳米粒子具备化疗、PDT、PTT三种疗法协同治疗的效果,以及荧光成像和光热成像的诊断性能。
  (1)为了改善BODIPY染料的水溶性,采用PEG与BODIPY染料连接,得到两性化合物BP。随后,载药石墨烯MMC-Graphene(MG)与BP进行复合。BP在π-π堆积和疏水键作用下,在MG表面自组装并形成MGBP纳米粒子。BP的存在可以提高MGBP的水溶性和稳定性,并赋予MGBP药物缓释能力以及PDT治疗能力;MG赋予MGBP化疗以及PTT治疗能力。MGBP纳米粒子的结构通过TEM、UV-Vis等表征手段确认;MGBP纳米粒子的稳定性通过Zeta电位和粒径分析确认。
  (2)探究MGBP纳米粒子的各种性质:荧光成像和光热成像效果、ROS产生效果、光热转换效率、光热稳定性、各种因素对于光热效率的影响,以及808nm、505nm激光对PDT和PTT的影响。在琼脂模型中MGBP可有效进行荧光成像和光热成像;可有效产生ROS;光热转换效率为48%;有良好光热稳定性;众多影响光热效率的因素中,激光功率影响最大;808nm激光有良好PTT效果,无PDT效果;505nm激光有良好PDT效果和PTT效果。
  (3)对MGBP纳米粒子被Hela细胞摄取的过程以及MGBP纳米粒子对肿瘤细胞的治疗效果进行探究。通过激光共聚焦显微镜以及流式细胞术确认MGBP纳米粒子可以被肿瘤细胞摄取,且摄取方式与以分子形式存在的BP不同。通过MTT法研究了化疗、PDT、PTT这几种疗法单独作用以及协同作用对于肿瘤细胞的治疗情况,发现经过PTT&PDT&化疗这三种疗法协同治疗后,细胞存活率下降到17%,MGBP纳米粒子展现出良好治疗效果。
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