基于共軛聚合物的有機(jī)/無機(jī)雜化診療平臺的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-07-15 09:44
光學(xué)診療是利用光學(xué)手段來實(shí)現(xiàn)疾病診斷和治療,具備高分辨、高靈敏、精確操控和易診療一體化等優(yōu)點(diǎn),正成為重大疾病早期診斷和精準(zhǔn)治療的重要手段。而開發(fā)高性能診療劑的關(guān)鍵在于如何權(quán)衡有效載荷、載體與表面修飾之間的利弊設(shè)計(jì)出個性化智能響應(yīng)的納米診療平臺。例如,選擇優(yōu)秀的載體為有效載荷提供在運(yùn)輸過程中的保護(hù)、提高循環(huán)時間以及能夠?qū)δ[瘤特異性響應(yīng)。載體的表面修飾進(jìn)一步為診療納米材料提供額外的性能,例如,穿透障礙能力強(qiáng),特異性結(jié)合靶點(diǎn)強(qiáng)等。所以納米材料是發(fā)展光學(xué)診療技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。眾所周知,無機(jī)材料具有優(yōu)異的光物理性質(zhì),如高穩(wěn)定性、高量子效率等,使其成為優(yōu)秀的光學(xué)成像平臺。高分子半導(dǎo)體通常為具有大共軛主鏈的共軛高分子或含有大共軛結(jié)構(gòu)的高分子。因其優(yōu)異的半導(dǎo)體光學(xué)性質(zhì),在光學(xué)診療方面潛力巨大。近年來,有機(jī)/無機(jī)雜化的納米診療平臺逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。目前基于有機(jī)/無機(jī)雜化的納米診療平臺結(jié)合了有機(jī)與無機(jī)材料的優(yōu)勢,然而研究仍然存在一些問題和不足。在設(shè)計(jì)方面,如何巧妙的設(shè)計(jì)平臺的結(jié)構(gòu)來權(quán)衡納米在運(yùn)輸、遞送、靶向、滲透和毒性各方面的關(guān)系。本文旨在通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),開發(fā)基于共軛聚合物的具有近紅外...
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
多功能納米復(fù)合材料的示意圖
南京郵電大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第一章緒論7圖1.2基于傳統(tǒng)花青染料(IR1061)的NIR-II熒光納米材料作用機(jī)理和作用分為兩大類:(i)癌細(xì)胞復(fù)制過程中抑制新DNA鏈的合成和(ii)停止癌細(xì)胞的有絲分裂[79,80]。由于核酸是生物體的基本組成部分,由核苷酸構(gòu)成,并在細(xì)胞生長周期的早期合成,某些化療藥物已被開發(fā)出來,以核酸合成中使用的酶為靶點(diǎn)。通過阻止前DNA分子的形成,例如核苷酸或脫氧核糖核苷酸,則有可能完全停止癌細(xì)胞的復(fù)制,從而控制癌細(xì)胞的無限增殖。這類藥物的例子包括甲氨蝶呤(MTX)[81]、羥基脲(羥脲)[80,81]、5-氟尿嘧啶(5-FU)[82]和6-巰基嘌呤[83]。某些藥物影響細(xì)胞有絲分裂紡錘體的合成或分裂。并且有絲分裂紡錘體在細(xì)胞分裂過程中起著分子鐵路的作用,它們幫助分裂新復(fù)制的DNA,使一個拷貝進(jìn)入兩個新細(xì)胞。這些藥物破壞這些紡錘體的形成,從而中斷細(xì)胞分裂[84]。靶向抗體治療:腫瘤化療在臨床研究中應(yīng)用廣泛,但存在選擇性差、反應(yīng)率低、對正常組織有毒性等缺點(diǎn)。為了減少非特異性毒性并進(jìn)一步提高化療療效,抗體已被公認(rèn)為腫瘤特異性標(biāo)記物。在20世紀(jì)初,保羅·埃利希提出了“靈丹妙藥”的概念,專門針對疾病部位,同時不損傷正常組織。20世紀(jì)70年代末,從小鼠細(xì)胞中開發(fā)出單克隆抗體(mAbs),希望它們能夠特異性識別并阻斷生長因子對癌細(xì)胞的作用。然而這些非人類來源的早期單克隆抗體在臨床試驗(yàn)中作為藥物失敗了,因?yàn)樗鼈儾荒芴禺愋缘嘏c腫瘤細(xì)胞結(jié)合,并且被患者的免疫系統(tǒng)排斥。從那時起,包括單克隆抗體和新型酪氨酸激酶抑制劑(TKI)在內(nèi)的其他靶向藥物[85-88]就利用重組技術(shù)被開發(fā)出來,以避免免疫排斥,并直接針對某些癌癥類型的分子異常,而不是干擾DNA;虔煼ㄊ前鸦蜃鳛樗幬锸褂,包括把治療用的基
艿?很大的限制,因?yàn)樽贤饩或可見光用于激發(fā),它不會深入組織。為了使該療法顯著提高光穿透深度,這可以通過近紅外(NIR)光來實(shí)現(xiàn)。因此,UCNPs能夠吸收近紅外光譜光和發(fā)射高能光子在可見光譜這性質(zhì)為成為PDT治療劑提供了可能性[95-98]。另外一種情況是雙光子-誘導(dǎo)PDT是一種很有前途的方法來規(guī)避上述的這些問題,因?yàn)殡p光子激發(fā)波長為生物組織的透明度窗口(600-900nm),保證深穿透深度在患病組織處。例如,Dichtel等報(bào)道樹枝狀卟啉衍生物,在其中八個供體雙光子吸收的有機(jī)分子被共價連接到一個中央卟啉受體(圖1.3)。圖1.3PDT中通過tp激發(fā)的FRET產(chǎn)成1O2的示意圖1.2.2載體各種有機(jī)載體(如脂質(zhì)/聚合物、聚合物納米顆粒、樹枝狀大分子等)和無機(jī)載體(中空
本文編號:3285465
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
多功能納米復(fù)合材料的示意圖
南京郵電大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第一章緒論7圖1.2基于傳統(tǒng)花青染料(IR1061)的NIR-II熒光納米材料作用機(jī)理和作用分為兩大類:(i)癌細(xì)胞復(fù)制過程中抑制新DNA鏈的合成和(ii)停止癌細(xì)胞的有絲分裂[79,80]。由于核酸是生物體的基本組成部分,由核苷酸構(gòu)成,并在細(xì)胞生長周期的早期合成,某些化療藥物已被開發(fā)出來,以核酸合成中使用的酶為靶點(diǎn)。通過阻止前DNA分子的形成,例如核苷酸或脫氧核糖核苷酸,則有可能完全停止癌細(xì)胞的復(fù)制,從而控制癌細(xì)胞的無限增殖。這類藥物的例子包括甲氨蝶呤(MTX)[81]、羥基脲(羥脲)[80,81]、5-氟尿嘧啶(5-FU)[82]和6-巰基嘌呤[83]。某些藥物影響細(xì)胞有絲分裂紡錘體的合成或分裂。并且有絲分裂紡錘體在細(xì)胞分裂過程中起著分子鐵路的作用,它們幫助分裂新復(fù)制的DNA,使一個拷貝進(jìn)入兩個新細(xì)胞。這些藥物破壞這些紡錘體的形成,從而中斷細(xì)胞分裂[84]。靶向抗體治療:腫瘤化療在臨床研究中應(yīng)用廣泛,但存在選擇性差、反應(yīng)率低、對正常組織有毒性等缺點(diǎn)。為了減少非特異性毒性并進(jìn)一步提高化療療效,抗體已被公認(rèn)為腫瘤特異性標(biāo)記物。在20世紀(jì)初,保羅·埃利希提出了“靈丹妙藥”的概念,專門針對疾病部位,同時不損傷正常組織。20世紀(jì)70年代末,從小鼠細(xì)胞中開發(fā)出單克隆抗體(mAbs),希望它們能夠特異性識別并阻斷生長因子對癌細(xì)胞的作用。然而這些非人類來源的早期單克隆抗體在臨床試驗(yàn)中作為藥物失敗了,因?yàn)樗鼈儾荒芴禺愋缘嘏c腫瘤細(xì)胞結(jié)合,并且被患者的免疫系統(tǒng)排斥。從那時起,包括單克隆抗體和新型酪氨酸激酶抑制劑(TKI)在內(nèi)的其他靶向藥物[85-88]就利用重組技術(shù)被開發(fā)出來,以避免免疫排斥,并直接針對某些癌癥類型的分子異常,而不是干擾DNA;虔煼ㄊ前鸦蜃鳛樗幬锸褂,包括把治療用的基
艿?很大的限制,因?yàn)樽贤饩或可見光用于激發(fā),它不會深入組織。為了使該療法顯著提高光穿透深度,這可以通過近紅外(NIR)光來實(shí)現(xiàn)。因此,UCNPs能夠吸收近紅外光譜光和發(fā)射高能光子在可見光譜這性質(zhì)為成為PDT治療劑提供了可能性[95-98]。另外一種情況是雙光子-誘導(dǎo)PDT是一種很有前途的方法來規(guī)避上述的這些問題,因?yàn)殡p光子激發(fā)波長為生物組織的透明度窗口(600-900nm),保證深穿透深度在患病組織處。例如,Dichtel等報(bào)道樹枝狀卟啉衍生物,在其中八個供體雙光子吸收的有機(jī)分子被共價連接到一個中央卟啉受體(圖1.3)。圖1.3PDT中通過tp激發(fā)的FRET產(chǎn)成1O2的示意圖1.2.2載體各種有機(jī)載體(如脂質(zhì)/聚合物、聚合物納米顆粒、樹枝狀大分子等)和無機(jī)載體(中空
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