【摘要】：癌癥嚴(yán)重威脅著人類的健康與生命。特別是在發(fā)展中國家,由于有效篩查技術(shù)少、早期診斷技術(shù)水平低等因素導(dǎo)致癌癥發(fā)現(xiàn)時普遍偏晚,再加上腫瘤治療效果差且副作用大、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移率高、精準(zhǔn)性差等原因?qū)е履[瘤治療難度更大。因此探索安全、簡便的診療技術(shù)對提高癌癥患者的生存率有著非常重要的意義。具有多模態(tài)成像特點的納米探針可以為腫瘤早期診斷提供影像數(shù)據(jù),進而為其治療提供依據(jù)。在這些多模態(tài)成像中,研究者一般都通過設(shè)計多功能造影劑探針,實現(xiàn)不同成像信息來源于同一造影劑探針,通過這種集成便可將各種單一成像模態(tài)的優(yōu)勢結(jié)合,獲取更多的疾病信息。由于腫瘤的早期診斷可以大大提高患者的存活率,而多模態(tài)成像不僅有助于減少檢查次數(shù),降低服用成像造影劑的劑量,更可獲得多維度信息,因此對于提高早期診斷的準(zhǔn)確率,降低誤診風(fēng)險有著巨大幫助。因此將多模態(tài)成像運用于腫瘤的早期診斷與療效監(jiān)測成為發(fā)展的必然趨勢。在腫瘤的治療方面,除了手術(shù)、放療和化療等傳統(tǒng)手段外,光熱治療作為腫瘤治療的一種有效手段引起人們的廣泛關(guān)注。有研究者將光熱治療和藥物治療結(jié)合起來,通過聯(lián)合作用殺死腫瘤。臨床研究表明,熱療不但對腫瘤細胞有直接的毒殺效應(yīng),還可以明顯增強化療的療效,抑制和預(yù)防惡性腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,主要是熱療在殺死腫瘤細胞的同時,還有助于化療藥物進入腫瘤組織增加化療藥物的細胞毒性。因此這種雙模式聯(lián)合治療越來越受到研究者的關(guān)注。診療一體化的多功能復(fù)合型納米探針得到越來越多的研究者的關(guān)注,本論文利用納米技術(shù)成功制備了多種雙模態(tài)成像與雙模態(tài)治療的納米探針,為探索新型的治療一體化探針提供了新的思路,有望為腫瘤早期診斷和治療提供依據(jù)。研究分為以下幾個部分:(1)以檸檬酸為碳源,尿素作為氮源,通過水熱法制備出N摻雜的石墨烯量子點(N-GQD)。N-GQD尺寸均勻,大小約為5 nm左右;兩個熒光發(fā)射峰中可見光區(qū)的熒光發(fā)射量子產(chǎn)率為49.75%,而近紅外區(qū)為2.49%;其光熱轉(zhuǎn)換效率為62.53%。同時該探針還具有較低的細胞毒性和光聲響應(yīng)能力,在偶聯(lián)FA后可在單一材料上實現(xiàn)細胞雙模態(tài)成像與靶向治療。(2)通過一種簡單快捷的方法一步制備了一種具有光聲和CT雙模式成像能力,以及化療和光熱聯(lián)合治療的靶向性多功能納米探針。該探針以石墨烯量子點與氯金酸為基本材料,經(jīng)紫外光照射1 min后即可形成尺寸約50 nm的石墨烯量子點包裹的納米金球簇。該多功能納米探針具有良好的分散性和穩(wěn)定性,優(yōu)良的光聲與CT造影性能,較高的光熱轉(zhuǎn)換效率以及較低的細胞毒性。體外和體內(nèi)實驗結(jié)果表明,該多功能探針可對葉酸受體高表達的腫瘤進行靶向性PAI和CT雙模態(tài)成像,同時可利用近紅外光與腫瘤的酸性環(huán)境實現(xiàn)DOX的可控釋放,達到藥物和光熱聯(lián)合治療目的,且效果顯著優(yōu)于單一模式治療。(3)通過光催化還原法一步合成了包裹有鉍單質(zhì)顆粒的納米水凝膠探針。一系列表征證明我們合成的納米水凝膠探針尺寸約為35-80 nm,其內(nèi)負載有5 nm左右的鉍單質(zhì)顆粒;水凝膠探針具有良好的穩(wěn)定性和分散性,較高光熱轉(zhuǎn)換效率以及低毒性等特點;其經(jīng)過簡單的離心洗滌吸附抗腫瘤藥物DOX后,即可得到集CT和光聲雙模態(tài)成像與雙模態(tài)治療為一體的多功能納米探針。該探針可通過EPR效應(yīng)在腫瘤部位富集,且經(jīng)激光照射后探針不但可以產(chǎn)生光熱效應(yīng)殺死腫瘤細胞,還可以使納米水凝膠崩解完全釋放藥物,達到藥物和光熱聯(lián)合治療目的。(4)以具有高安全性且價格低廉的胃藥麗珠得樂(1 RMB/g)作為唯一原料,通過紫外光照射后一步法合成了具有CT/光聲雙模態(tài)成像功能的納米鉍球簇。表征可知該納米鉍球簇尺寸均一,穩(wěn)定性好,光熱轉(zhuǎn)換效率高,毒性低。其經(jīng)過簡單的離心洗滌,吸附抗腫瘤藥物DOX后,可直接用于動物實驗。實驗證明探針可以通過EPR效應(yīng)被腫瘤細胞吞噬,同時可利用近紅外光與腫瘤的酸性環(huán)境實現(xiàn)負載的抗腫瘤藥物DOX可控釋放,達到藥物和光熱聯(lián)合治療目的。本論文重點致力于探索簡單方法,使用常見安全的原料,合成廉價安全穩(wěn)定有效的多功能納米探針,包括多模態(tài)成像,多模態(tài)治療,靶向性等功能,為探索新型的治療一體化探針提供了新的思路,有望為腫瘤早期診斷和治療提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;R730.3;R730.4
【圖文】：

PVP-Bi 納米點的合成及其在 CT 成像，熱成像和光熱治療中的應(yīng)hematic illustration of the synthesis of multifunctional PVP-Bi nCT imaging, thermal imaging, and photothermal therapy of cancer[24].i2S3NRs 獨特性質(zhì)的早期診斷與治療原理示意圖[25]。ematic illustration of the theranostic principle based on the unique prop

3S3NRs 獨特性質(zhì)的早期診斷與治療原理示意圖[25]。atic illustration of the theranostic principle based on the unique pr

圖 1-3：(a)系統(tǒng)方案。AL，聲透鏡；ASC，軸向掃描電路；BS，光束采樣器；DAQ，數(shù)據(jù)采集卡；FP，光纖端口；FG，函數(shù)發(fā)生器；GS，載玻片；M1 和 M2，鏡子；L1, L2, L3, L4 和 L5，光學(xué)鏡片；Ob1 和 Ob2，目鏡；PD，光電二極管；PH，針孔；PSO，位置同步輸出信號；S，樣本；SH，樣品架；SMF,單模光纖；TAG, 可調(diào)諧聲梯度透鏡；UT，超聲換能器；W，水箱；WS，

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本文編號：2803974