本文選題：光聲成像 + 有機光電材料　； 參考：《南京郵電大學》2017年碩士論文

【摘要】：光聲成像(photoacoustic imaging,PAI)是近年來發(fā)展迅速的一種新型醫(yī)學影像技術(shù),是采用“光激發(fā)、聲探測、圖像重構(gòu)”的成像原理,克服了傳統(tǒng)光學成像技術(shù)在成像深度與分辨率上不可兼得的不足,實現(xiàn)了對組織較大深度的高分辨、高對比度的功能成像。作為一種非侵害性分子影像技術(shù),PAI被廣泛用于血紅蛋白、黑色素、脂質(zhì)等具有光學吸收特性物質(zhì)的探測及其分布的成像研究,為腫瘤、腦部、血管眼睛等人體部位組織以及血管成像提供了一種有力的工具。然而這些內(nèi)源性材料通常具有較低的光聲信號,因此需要外源性光聲造影劑(如碳納米管、金納米棒等無機材料)提高光聲成像質(zhì)量。然而這些無機納米材料的潛在生物毒性問題還有待研究,限制了其進一步的臨床轉(zhuǎn)化應用。最近,有機光電材料由于其良好的光電性質(zhì)和生物相容性,在光聲成像領(lǐng)域引起人們的廣泛關(guān)注。本文主要研究近紅外吸收有機光電功能材料在光聲成像及光聲成像指導的治療的應用研究。主要分為以下三個內(nèi)容:1.本章節(jié)設(shè)計合成了一種具有強近紅外吸收、靶向基團Arg-Gly-Asp(c RGD)修飾的兩親性傒-3,4,9,10-四羧酸二酰亞胺(PDI)有機半導體材料。通過自身的兩親性結(jié)構(gòu)特征,該半導體材料可以自組裝成有機半導體納米粒子(cRGD-PDI NP)。cRGD-PDI NP表現(xiàn)出強的近紅外吸收能力、良好的光穩(wěn)定性、高的靶向性、低的細胞毒性和較長的血液循環(huán)半衰期等性質(zhì),使得其在光聲成像領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應用前景。通過活體光聲成像儀進行老鼠頸靜脈血栓的實時成像,證明了cRGD-PDI NP可以作為一種有效的PA造影劑,實現(xiàn)對小鼠早期血栓的特異性靶向診斷,特異性地靶向活體小鼠中的早期血栓。更重要的是,c RGD-PDI NP不僅可以提供包括血栓的輪廓,大小和構(gòu)象以及空間分布的準確信息,還可以實時監(jiān)測血栓的阻塞程度,有效區(qū)分出早期血栓和晚期血栓,為后期臨床治療干預提供第一手資料。2.本章節(jié)通過納米共沉淀的方法制備了一種具有光聲診療功能的FA-BODIPY類有機半導體納米粒子用于活體光聲成像指導下的光熱治療。首先我們設(shè)計了一種具有生物最佳吸收波長(800 nm)的FA-BODIPY類有機小分子,采用兩親性生物大分子DSPE-mPEG(MW:5000),通過納米共沉淀的方法制備了FA-BODIPY NP,顯著解決了傳統(tǒng)FA-BODIPY類衍生物的水溶性和生物相容性難題。相比傳統(tǒng)的光熱治療劑(金納米棒,GNR),FA-BODIPY NP在水溶液及生物介質(zhì)中表現(xiàn)出良好的的分散性和穩(wěn)定性以及聚集誘導增強的光熱轉(zhuǎn)換效率,在光聲診療領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的應用潛景。活體小鼠的光聲成像實驗證明了FA-BODIPY NP可以實現(xiàn)對深部腫瘤區(qū)域的高效光聲成像實驗。光熱療實驗證明了FA-BODIPY NP相比傳統(tǒng)的GNR表現(xiàn)出更加優(yōu)異的光熱治療效果。因此,本章節(jié)設(shè)計合成多功能的有機小分子半導體材料在光聲成像指導下的腫瘤光熱治療方面提供了一種切實有效的途徑。3.本章節(jié)報道了分子刷型陽離子型共軛聚電解質(zhì)作為一種多功能的有機半導體材料(光聲造影劑和藥物載體),采用光聲成像技術(shù)系統(tǒng)研究有機半導體材料在腫瘤區(qū)域的富集,間優(yōu)化材料在腫瘤區(qū)域富集的各項制約條件,實現(xiàn)高效的基因沉默治療。通過PEG2000-PFNa修飾共軛聚電解質(zhì)制備成Polymer@PEG2000-PFNa,作為siRNA的運輸載體,該體系不僅可以降低其細胞毒性還可以提高Ploymer@PEG2000-PFNa/siPlk1復合物在血液中的循環(huán)時間和基因沉默的效率。隨后使用不同摩爾比的Polymer@PEG2000PFNa/siPlk1復合物探索其基因干擾效率,最后得到20 nM Polymer@PEG2000-PFNa/siPlk1(100 M)可以使目的基因Plk1 mRNA的表達水平降低85%,同時使用該摩爾比的Polymer/siPlk1通過尾靜脈注射到A549腫瘤的老鼠體內(nèi),干擾效率可以達到25%。結(jié)果表明,在光聲成像指導下,Polymer@PEG2000-PFNa作為一種多功能運輸載體可以實現(xiàn)有效的基因治療效果,在新型的基于核酸的治療發(fā)展中具有光明的應用前景。
[Abstract]:Photoacoustic imaging ( PAI ) is a new type of medical imaging technique developed rapidly in recent years . It is a powerful tool for high resolution and high contrast imaging . In this chapter , we designed a kind of multifunctional organic semiconductor material ( FA - BODIPY NP ) which can be used as a kind of multi - functional organic semiconductor material ( photoacoustic contrast agent and drug carrier ) .

【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R318;TB34

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本文編號：1839099