论文部分内容阅读
实体瘤是由肿瘤细胞和肿瘤间质组成的,后者包括细胞成分（间质细胞）和非细胞成分,其中最主要的间质细胞是肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）。肿瘤细胞的特异性识别是实现肿瘤消融的前提,而纳米结构基底的出现对提高肿瘤细胞的高效识别和捕获能力具有重要意义。消灭实体瘤的有效途径是同时实现杀死肿瘤细胞和CAFs。然而由于杀死CAFs的有效方法同时也会伤害正常成纤维细胞,所以目前靶向杀死CAFs仍然是一项极具挑战性的任务。光动力治疗（PDT）具有创伤小、毒性小、副作用小、成本低等优势,受到人们的极大关注。由于上转换纳米材料（UCNPs）可以把组织穿透深度大的近红外光转换为可用于激发光敏剂的紫外光或可见光,在深层肿瘤光动力治疗中得到普遍应用。但是UCNPs存在着荧光强度低、水分散性差、负载能力低等问题,限制了PDT疗效。因此,为了更好地治疗癌症,构建集灭癌细胞、破CAFs且副作用小的靶向纳米药物平台是必要的。基于上述问题,并受CAFs对光动力治疗具有高灵敏度的启发,本文设计了一种能够介导靶向光动力治疗的分形UCNPs,并研究了材料的荧光性能、负载性能、对癌细胞的特异性识别能力和杀伤能力、光动力疗效等,具体包括以下内容:1、以Gd2O3为基质,通过Zn2+与Yb3+、Tm3+的共掺杂,制备了Gd2O3:Yb,Tm,Zn UCNPs,在980 nm激光的激发下,Gd2O3:Yb,Tm,Zn UCNPs能够发射蓝色荧光（460-500 nm）,且Zn2+的掺杂使其上转换荧光强度提高了3.93倍左右。利用UCNPs的上转换荧光性能引发聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）的原位聚合,在UCNPs表面形成了具有分形结构的聚合物壳,这种方法还提高了UCNPs的水分散性及叶酸（FA）的负载率。通过共价偶联的方法负载FA,制备了具有上转换荧光性能和靶向性的分形UCNPs-PEGDA-FA。2、在细胞实验中,UCNPs-PEGDA-FA与L929、HeLa、Bel-7402、MCF-7、HepG2细胞共培养24 h后,材料对L929细胞的毒性较低且不具有识别能力,而对于这几种癌细胞均具有明显的细胞毒性和识别能力,这可能跟材料本身的形貌及组成有关。尤其是对叶酸受体高表达的HeLa细胞,结果更加明显,这可能是因为UCNPs-PEGDA-FA与HeLa细胞之间的特异性结合在细胞表面形成了一层致密的UCNPs-PEGDA-FA外壳,从而导致了HeLa细胞的死亡。UCNPs-PEGDA-FA与混合培养后的HeLa细胞和L929细胞进行共培养的实验证明材料能够靶向杀死HeLa细胞,但对L929细胞的损伤较小。3、为了进一步提高对癌症的治疗效果,选择光敏剂部花青540（MC540）作为PDT药物,并将其负载于UCNPs-PEGDA-FA得到了UCNPs-PEGDA-FA-MC540。通过超声实验表明UCNPs-PEGDA-FA负载MC540比单纯的UCNPs更牢固。另外,在980 nm激光照射下,功率密度低至0.65 W/cm2时,实现了UCNPs-PEGDA-FA-MC540对HeLa细胞的高效光动力杀伤。相比于UCNPs,细胞死亡率提高了2.37倍。