【摘要】：癌癥已成為人類最嚴重的疾病之一,具有死亡率高,治愈率低等特點,而常規(guī)的臨床治療方法如放療、化療等有較大的毒副作用及難治愈等缺點。因此,對于有效的抗腫瘤策略研究迫在眉睫。而光學(xué)治療具有微創(chuàng)性、時空選擇性、耐藥性小、治療效率高等優(yōu)點,已成為一種潛在的抗癌研究策略。其中光熱療法(PTT)和光動力療法(PDT)在克服傳統(tǒng)化療的局限性方面具有廣闊的癌癥治療應(yīng)用前景。光源的選擇在光學(xué)治療中是重要的前提,相對于紫外、可見光對正常組織或細胞的破壞性以及大的副作用,近紅外光具有較強組織穿透能力和低的額外損傷性,可以直達病灶實現(xiàn)高效治療。目前,越來越多的研究人員正致力于對近紅外光響應(yīng)材料進行開發(fā)和探究,其中,二維(2D)層狀過渡金屬硫化物因其優(yōu)異的光電、電子傳導(dǎo)性能和適中的帶隙而被廣泛研究。在眾多的過渡金屬硫化物中,MoSe_2由于具有合適的帶隙(1.33~1.72 eV)、出色的光熱、光動力性能和對近紅光較強的捕獲能力,被認為是最有前途的近紅外光學(xué)材料之一。因此,我們合成了不同形貌的MoSe_2納米材料及其復(fù)合材料,對所有制備的材料進行一系列的結(jié)構(gòu)和性能表征測試。在此基礎(chǔ)上,利用材料較大比表面積產(chǎn)生的眾多活性位點進行抗癌藥物的負載,并實現(xiàn)了高效協(xié)同的光熱、光動力、化學(xué)治療。具體研究內(nèi)容如下:(1)本章以二硒化鉬(MoSe_2)納米花為載體,合成了具有近紅外光(NIR)介導(dǎo)的光熱治療(PTT)、光動力治療(PDT)和藥物釋放能力的納米載體。所有的MoSe_2納米花(150~180 nm)都是由3~4層的MoSe_2納米薄片組成的。合成的MoSe_2納米花具有新穎的層狀納米結(jié)構(gòu)和較小的帶隙(1.24 eV)、較強的近紅外(NIR)吸收和較高的光熱轉(zhuǎn)換效率(61.8%)。此外,它們還表現(xiàn)出近紅外光刺激的?OH生成,這是MoSe_2納米結(jié)構(gòu)首次被用作PDT試劑。研究結(jié)果表明,足夠數(shù)量的光激電子以及較高的O_2和H~+濃度有利于?OH的生成。PEG修飾之后,由于靜電和π-π堆疊相互作用,MoSe_2@PEG展示出很高的藥物鹽酸阿霉素(Dox)負載能力。加載藥物后,得到的MoSe_2@PEG-Dox體系表現(xiàn)出酸/光熱觸發(fā)的藥物釋放能力�；瘜W(xué)治療、PTT和PDT的協(xié)同作用進一步誘導(dǎo)腫瘤細胞的凋亡,提高抗腫瘤效果。(2)本章設(shè)計了新穎的MoSe_2/Bi_2Se_3異質(zhì)納米薄片,將CT/光熱(PT)成像和光動力/光熱/化學(xué)治療(PDT/PTT/化療)集成到一個納米體系中。首先通過超聲輔助剝離法制備了5~30 nm的MoSe_2納米片,然后通過陽離子交換策略獲得了新穎的夾層納米結(jié)構(gòu)Bi_2Se_3/MoSe_2/Bi_2Se_3(Bi-M-3),并顯示出較窄的帶隙(1.17 eV)和較強的近紅外(NIR)吸收能力。實驗和密度泛函理論(DFT)計算揭示了其Z-scheme異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電荷轉(zhuǎn)移機制,導(dǎo)致增強了活性氧(ROS(?OH))的產(chǎn)生并高效的分離了光生電子空穴對。同時,納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)也保證了光熱轉(zhuǎn)換效率的提高(59.3%)。我們還發(fā)現(xiàn)光熱效應(yīng)可以促進光生電子的轉(zhuǎn)移,有利于ROS的生成。此外,由于Bi原子更高的X射線吸收系數(shù),異質(zhì)結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)出CT成像能力高于單純的MoSe_2樣品。負載抗癌藥物阿霉素(Dox)后,Bi-M-3@PEG-Dox表現(xiàn)為酸/光熱敏感藥物釋放性能。化療、光動力和光熱治療的協(xié)同作用進一步誘導(dǎo)了腫瘤細胞凋亡,增強了抗腫瘤作用。(3)這里通過簡單的溶劑熱法合成了尺寸180 nm左右的中空結(jié)構(gòu)MoSe_2納米微球,并通過靜電作用將所合成的Fe_3O_4@PEI納米微粒負載到空心MoSe_2納米微球的表面形成MoSe_2/Fe_3O_4(MF-2)納米復(fù)合材料。該復(fù)合體系具有良好的近紅外吸收性能和較窄的帶隙(1.39 eV)。在近紅外激光的照射下,該體系展現(xiàn)出優(yōu)越的光熱性能,其光熱轉(zhuǎn)化率高達66.2%。此外,其在近紅外響應(yīng)下的光動力性能也被研究。為了進一步增強其光動力效果,我們利用MoSe_2/Fe_3O_4豐富的空腔負載了O_2@PFC,從而克服光動力治療(PDT)中的缺氧環(huán)境,而且O_2@PFC@MF-2復(fù)合材料的光動力治療效果較在氧前提高了3倍以上。同樣地,我們過靜電和π-π堆疊作用將抗癌藥物阿霉素(Dox)負載到MF-2@PEG材料上進行化學(xué)治療。此外,我們還整合了Mo原子對X射線的高吸收性能,Fe_3O_4的高馳豫效率,MoSe_2突出的光熱轉(zhuǎn)化能力,開發(fā)了多模式的CT/MR/IR成像診療體系。至此,三重模式CT/MR/IR成像引導(dǎo)的一體化PTT/PDT/化療體系O_2@PFC@MF-2@PEG/Dox可以高效準確的抑制腫瘤生長并促進癌細胞的凋亡。
【圖文】：

哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文帶隙（約為 1.5 eV）、對于長波長近紅外光有極好的吸收能力，而且近紅很強的組織穿透性，可以直達病灶對深部位組織進行高效治療。因此，M為是一個新穎的、有潛力的光學(xué)協(xié)同治療（PTT/PDT）試劑替代者。作電性能突出的的半導(dǎo)體材料，MoSe2在電子器件、電化學(xué)儲能、光電催化等方面被廣泛研究，但對其在光學(xué)治療方面研究的報道還占少數(shù)。所以Se2在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用還有巨大的開發(fā)空間和潛在的應(yīng)用價值。

第 1 章 緒論生（PA）、CT 信號的潛力，而且具有對癌癥進行放療（RT）、光熱治療（P潛力[14]。又如圖 1-2，Goel 等人通過在89Zr 標記的填充卟啉分子的中空介孔 米殼表面組裝硫化銅（CuS）納米顆粒，設(shè)計了一種同步正電子發(fā)射斷層掃PET）、熒光（FL）、切倫科夫熒光（CL）、切倫科夫共振能量轉(zhuǎn)移（CRET）式成像引導(dǎo)的光熱、光動力治療體系[15]。正如我們所期望的，MoSe2中 Mo 原 X-射線的高吸收系數(shù)以及其優(yōu)越的光熱轉(zhuǎn)換能力，它有望在多模式 CT、紅外像的應(yīng)用上取得新的突破，而在對MoSe2作為影像造影劑的研究上還鮮有報道此，在基于 MoSe2納米材料的多模式的分子影像引導(dǎo)下，，集協(xié)同治療于一體功能診斷治療體系仍需進一步研究開發(fā)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.1;R318.08

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本文編號：2697629