第一部分包裹印度墨水的多功能相变型纳米造影剂的制备及性能检测　　目的选用高分子材料聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）为外壳，印度墨水（主要成分为炭黑颗粒）及液态氟碳PFH为内核，制备一种光致相变型多功能纳米乳液造影剂（ India ink incorporated optically-triggerable phase-transition multifunctional perfluorocarbon nanodroplets,INDs），检测其物理学、光学及生物安全性能,并动态观察其体外相变的情况。　　方法:采用三步乳化法制备PLGA包裹的INDs乳液,对其形态、结构，粒径、电位，吸收光谱，细胞毒性，稳定性进行检测；以波长532的Q-调 Nd:YAG脉冲激光激发（5 mJ/cm2，10s），用光学显微镜于高倍视野下观察制备的乳液液滴中INDs的变化，并于低倍视野下动态观察整个INDs乳液液滴在激光激发后的变化；制备与INDs乳液中包裹相同浓度墨水的单纯墨水溶液及空白 PLGA微球，利用光声成像仪，以波长为800 nm的OPO脉冲激光激发（8 mJ/cm2，100s），检测INDs乳液液滴、单纯墨水溶液及空白PLGA微球中光声信号的变化。　　结果: INDs溶于去离子水后呈灰黑色乳液，光镜、激光共聚焦显微镜及扫描电镜观察， INDs呈球形，形态规则，粒径较均一，分布均匀，表面凹凸呈多孔结构。电镜图片中可见少量INDs呈半球形（因电镜样本制作所致），从扩张孔洞中可见炭黑颗粒被包裹在PLGA外壳中。紫外-可见分光光度计检测到 INDs与印度墨水吸光度非常相似，其吸光度在可见及近红外区域有广谱的光吸收，变化较小。Malvern激光粒径仪检测出INDs平均直径为（472.5±78.01）nm，Zeta电位为（50.5±4.89） mV。MTT法测得INDs对MDA-MB-231细胞活性无明显影响。激光激发后高倍显微镜下见视野中出现直径2μm～5μm左右气泡；而在低倍显微镜下观察整个液滴的影像，可见激光激发后形成的气泡到达液滴上层时直径可达50μm以上，推测是由小气泡融合变大形成,其气化后融合形成的微泡直径可达INDs直径的100倍。光声成像仪检测到随着激光激发开始，INDs乳液光声信号瞬时升高，30s后下降到一个较低的稳定水平，而单纯墨水溶液的光声信号在激光激发的时间之内一直处于较低的稳定水平，其光声信号强度与INDs低水平期的信号强度基本相同。包裹有墨水的INDs瞬时升高的光声信号强度比相同浓度单纯墨水的信号强度高10倍以上，而空白PLGA微球未测到光声信号。　　结论:成功制备出 INDs乳液造影剂，该造影剂形态规则、大小均匀，稳定性高，生物安全性好，具有广谱吸光性。因其强大的光吸收性能，较低能量的激光就能促进其液气相变。因此，此光致相变型造影剂具有增强光声显像及超声显像的潜力。　　第二部分包裹印度墨水的多功能相变型纳米造影剂增强光声及超声显像实验　　目的:测试制备的INDs乳液体外及体内光声成像的效果；对比观察INDs乳液体外及体内超声显像的效果。探讨其增强光声及超声成像原理，验证其实现双模态显像的能力。　　方法:构建体外成像模型，利用光声成像仪，以波长为800 nm的OPO脉冲激光激发（0.5 mJ/ cm2，30 s），获取不同浓度的INDs乳液液滴的最大范围投射梯度图像，并对其光声信号强度行定量分析；以波长532的Q-调 Nd:YAG脉冲激光激发INDs乳液，相同浓度的单纯墨水及未包裹墨水的相同浓度的空白微球，应用超声诊断仪采集激光激发前后的超声图像，DFY软件对其超声信号强度行定量分析；建立裸鼠MDA-MB-231人乳腺癌移植瘤模型5只，于肿瘤种植后7-10天，行原位瘤内注射注入INDs乳液，按摩1分钟后，利用光声成像仪，以波长为800 nm的OPO脉冲激光激发（0.5 mJ/cm2，65 s），获取注射前后肿瘤区域的Bscan光声图像，并对其光声信号强度行定量分析，用红外线温度计测试激光辐照前及辐照过程中肿瘤表面的温度变化；建立裸鼠MDA-MB-231人乳腺癌移植瘤模型15只，于肿瘤种植后7-10天，随机分为3组，分别行原位瘤内注射注入INDs乳液，相同浓度的单纯墨水及未包裹墨水的相同浓度的空白微球，按摩1分钟后，以波长532的Q-调Nd:YAG脉冲激光激发（12 mJ/cm2，10s），应用超声诊断仪采集激光激发前后肿瘤区域的超声图像，DFY软件对其超声信号强度行定量分析，用红外线温度计测试激光辐照前及辐照过程中肿瘤表面的温度变化。激光辐照后6小时及72小时，取下肿瘤观察其表面及剖面有无凝固性坏死、采集标本行HE染色、凋亡检测及透射电镜观察。　　结果:体外光声实验显示，在极低能量密度的激光辐照下（0.5 mJ/cm2），INDs不会发生相变，其光声信号来自于其内包裹的墨水炭黑颗粒稳态的热弹性膨胀，INDs乳液的光声信号强度随其浓度的增加呈线性上升。体外超声实验显示，激光激发后INDs乳液组回声明显增强，其超声信号强度较激光激发前明显增高(P<0.05)，而墨水组及空白微球组超声信号未见明显增强。体内光声实验显示，虽然由于光声成像仪能量限制（<1 mJ/cm2），我们获得的光声信号主要来自于INDs内包裹的墨水炭黑颗粒稳态的热弹性膨胀，而不是来自于INDs相变时产生的瞬时升高的光声信号。但是瘤内注射INDs乳液后采集到的肿瘤区域光声信号强度仍然较注射前明显增加（P<0.05），其增加幅度可达20倍以上，肿瘤表面温度上升不超过2°C。体内超声实验显示，激光激发后注射INDs乳液组肿瘤区域回声明显增强，其超声信号强度较激光激发前明显增高(P<0.05)，而注射墨水组及空白微球组超声信号未见明显增强，肿瘤表面温度上升不超过2°C。肿瘤组织表面及剖面均未见明显凝固性坏死，HE染色显示肿瘤细胞结构完整，未见明显破坏。免疫组化检测可见少量凋亡肿瘤细胞。电镜观察可见肿瘤细胞膜及核膜完整，部分线粒体扩张，可见正在吞噬墨水炭黑颗粒的细胞。　　结论: INDs作为一种光致相变型液态氟碳纳米造影剂，具有体内及体外增强光声、超声双模态显像的能力，其在增强组织光声及超声显像过程中，未造成严重的热损伤，具备成为诊断性光声及超声双模态造影剂的潜力。　　第三部分包裹印度墨水的多功能相变型纳米造影剂光声治疗实验　　目的:观察INDs联合脉冲激光对肿瘤组织的破坏效果，探讨其实现治疗目的的原理及机制；对比观察INDs用于体内成像及治疗对肿瘤组织的影响，研究其作为兼具诊断及治疗特性的多功能造影剂的潜力及可行性。　　方法:建立裸鼠MDA-MB-231人乳腺癌移植瘤模型10只，于肿瘤种植后7-10天，随机分为2组： INDs组(Ⅰ)及INDs空白组（Ⅱ），Ⅰ组行原位瘤内注射注入INDs乳液50μL，Ⅱ组行原位瘤内注射注入生理盐水50μL作为对照。经局部按摩1 min后，两组以波长532的Q-调 Nd:YAG脉冲激光辐照（18 mJ/cm2，3min），光斑覆盖整个肿瘤区域,用红外线温度计测试激光辐照前及辐照过程中肿瘤表面的温度变化。激光辐照结束后6小时及72小时，取下肿瘤观察其表面及剖面有无凝固性坏死、采集标本行HE染色、凋亡检测及透射电镜观察。　　结果: INDs空白组的观察结果与前述光声及超声成像组相似。而INDs组肿瘤剖面观察可见凝固性坏死区域，HE染色显示部分肿瘤细胞结构破坏，细胞膜及核膜碎裂溶解。免疫组化检测可见大量凋亡肿瘤细胞，其凋亡指数明显高于 INDs空白组、光声及超声成像组（P<0.05）。电镜观察见部分肿瘤细胞膜不完整，细胞器消失，可见胞浆中存在墨水炭黑颗粒的细胞,肿瘤表面温度上升不超过2°C。　　结论: INDs既能实现增强诊断性光声及超声双模态成像的目的，也具有治疗肿瘤的潜力，是一种多功能造影剂。