近紅外有機小分子納米顆粒的光聲成像和光熱治療應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-06-10 00:21
Donor-Acceptor(D-A)結(jié)構(gòu)的近紅外(NIR)吸收有機小分子具有化學(xué)結(jié)構(gòu)簡單、純度高和生物相容性良好等優(yōu)點,在開發(fā)光熱試劑方面具有廣闊的應(yīng)用前景。但是由于光熱轉(zhuǎn)換效率低和穩(wěn)定性差,它的發(fā)展受到嚴重限制。因此,設(shè)計構(gòu)建具有近紅外吸收、高光熱轉(zhuǎn)換效率、高光穩(wěn)定性的有機小分子,將其應(yīng)用于實體腫瘤的光聲成像介導(dǎo)的光熱治療,對于指導(dǎo)腫瘤的診斷和治療具有非常重要的意義。(1)本論文以2-二氰基亞甲基噻唑為吸電子基團,以三苯胺為給電子基團,構(gòu)建了具有D-A結(jié)構(gòu)的近紅外吸收光熱試劑,并將其封裝在Pluronic F127中以制備納米顆粒TPTHM NPs用于光聲成像介導(dǎo)的光熱治療。制備的有機納米顆粒大小均勻(~55 nm)、具有近紅外吸收、光穩(wěn)定性好、生物相容性高和光熱轉(zhuǎn)化效率高(38%)。體外實驗表明,TPTHM NPs能被4T1細胞內(nèi)吞,顯示出強的體外光聲信號和癌細胞消融能力。以荷4T1瘤裸鼠作為動物模型,TPTHM NPs在體內(nèi)具有明顯的光聲信號和完全消融腫瘤的能力,實驗結(jié)果表明TPTHM NPs是一種非常具有潛力的光熱治療候選藥物。(2)以庚-3-基-2-氰基-2-(4-(4-硝...
【文章來源】:南方醫(yī)科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3腫瘤學(xué)中使用的成像技術(shù)[3l??Figure?1-3?Imaging?technologies?used?in?oncology,??i.ij腫瘤的治療研宄??
用包括血管生成、??微循環(huán)和腫瘤的成像,臨床應(yīng)用包括黑色素瘤成像、胃腸道內(nèi)窺鏡檢查、血管??內(nèi)導(dǎo)管成像、前列腺癌癥檢測等。臨床前光聲成像系統(tǒng)已經(jīng)商業(yè)化,但臨床系??統(tǒng)需要通過嚴格的驗證和艱巨的監(jiān)管批準,在未來,光聲成像有望在生物學(xué)和??醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用,特別是使癌癥的篩查、診斷和治療發(fā)生革命性變??化。??1.3光熱治療的介紹及其應(yīng)用??1.3.1光熱治療的原理和優(yōu)點??光熱治療是一種新興的癌癥治療方法,有望克服傳統(tǒng)癌癥治療的缺點,因??此近年來受到科學(xué)家們的肓?睞。如圖1-8,光熱治療利用光熱轉(zhuǎn)換劑的光熱效??應(yīng),可以從光收集能量轉(zhuǎn)變成熱能以增加周圍環(huán)境的溫度(高于45°C),此時??癌細胞將產(chǎn)生不可修復(fù)的損傷,細胞幵始凋亡、壞死|45471。光熱治療具有以下??優(yōu)點:(1)使用外部激光輻照劑量可調(diào),可精確靶向腫瘤,副作用較小,全身??毒性低,對周圍健康組織的損害達到最小化;(2)腫瘤消融效率高,幾分鐘便??可以加熱到45°C以上,達到完全的腫瘤消融;(3)光熱試劑無毒無害,對人體??的副作用。唬ǎ矗⿷(yīng)用范圍廣,能夠消除各種類型的癌癥@1。??Excited??photosensitizer?.?No?tumor?destruction??S,陡、?_?—???I?PlK-n?lyp.c?changes?.ndireC.umor?deMruc.ion??Architcclural/vasculaturc??|?|?ll?i?1?^?-?|?1?I'umordesiruction??I?^%?\??-?W31?ill?\?Apoptosis,?necrosis??!1?Im?lllllll.
?第一章緒論???1.3.2光熱轉(zhuǎn)換劑的分類??為了減少對正常組織的損害,理想的光熱轉(zhuǎn)換劑吸收范圍在近紅外區(qū)域??(650-1350?nm),包括NIR-I和NIR-II,在此范圍內(nèi),正常組織的吸收較少甚??至無吸收,又稱組織透明窗口。光熱轉(zhuǎn)換劑可以分為無機材料和有機材料(圖??1-9)?[49]。無機材料包括金屬納米材料(例如Au、Pd和Ag納米點)[m]、碳??納米材料(例如石墨烯和碳納米管)[53#]、過渡金屬硫化物(例如CuS、Ag2S、??M0S2和WS2)?[56]和其他二維(2D)材料(例如黑磷、納米片、氮化硼和石墨??碳氮化物)[57]。有機材料主要包括小分子化合物和半導(dǎo)體聚合物納米粒子[58]。??盡管無機材料通常都有良好的紫外吸收特性、出色的光熱轉(zhuǎn)換效率和良好的光??穩(wěn)定性,但它們難以被降解從而具有潛在的長期毒性,限制了其在臨床上的應(yīng)??用。近年來,有機小分子作為無機納米材料的潛在替代品,在光熱治療引起越??來越多的關(guān)注。這些小分子光熱轉(zhuǎn)換劑通常由吸收近紅外光子通過非輻射松弛??途徑產(chǎn)生熱量而起作用。小分子光熱轉(zhuǎn)換劑的潛在優(yōu)勢在于良好的生物相容性??以及結(jié)構(gòu)可修飾性[46]。??Small-molecules?^P^rNPs8?Meta,and?Carbon'based?NPs??章.0??丨靈g???t??一?‘?;?l?―」??圖1-9光熱轉(zhuǎn)換劑的分類t4'??Figure?1-9?Classification?of?photothermal?agent.??10??
本文編號:3221626
【文章來源】:南方醫(yī)科大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3腫瘤學(xué)中使用的成像技術(shù)[3l??Figure?1-3?Imaging?technologies?used?in?oncology,??i.ij腫瘤的治療研宄??
用包括血管生成、??微循環(huán)和腫瘤的成像,臨床應(yīng)用包括黑色素瘤成像、胃腸道內(nèi)窺鏡檢查、血管??內(nèi)導(dǎo)管成像、前列腺癌癥檢測等。臨床前光聲成像系統(tǒng)已經(jīng)商業(yè)化,但臨床系??統(tǒng)需要通過嚴格的驗證和艱巨的監(jiān)管批準,在未來,光聲成像有望在生物學(xué)和??醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用,特別是使癌癥的篩查、診斷和治療發(fā)生革命性變??化。??1.3光熱治療的介紹及其應(yīng)用??1.3.1光熱治療的原理和優(yōu)點??光熱治療是一種新興的癌癥治療方法,有望克服傳統(tǒng)癌癥治療的缺點,因??此近年來受到科學(xué)家們的肓?睞。如圖1-8,光熱治療利用光熱轉(zhuǎn)換劑的光熱效??應(yīng),可以從光收集能量轉(zhuǎn)變成熱能以增加周圍環(huán)境的溫度(高于45°C),此時??癌細胞將產(chǎn)生不可修復(fù)的損傷,細胞幵始凋亡、壞死|45471。光熱治療具有以下??優(yōu)點:(1)使用外部激光輻照劑量可調(diào),可精確靶向腫瘤,副作用較小,全身??毒性低,對周圍健康組織的損害達到最小化;(2)腫瘤消融效率高,幾分鐘便??可以加熱到45°C以上,達到完全的腫瘤消融;(3)光熱試劑無毒無害,對人體??的副作用。唬ǎ矗⿷(yīng)用范圍廣,能夠消除各種類型的癌癥@1。??Excited??photosensitizer?.?No?tumor?destruction??S,陡、?_?—???I?PlK-n?lyp.c?changes?.ndireC.umor?deMruc.ion??Architcclural/vasculaturc??|?|?ll?i?1?^?-?|?1?I'umordesiruction??I?^%?\??-?W31?ill?\?Apoptosis,?necrosis??!1?Im?lllllll.
?第一章緒論???1.3.2光熱轉(zhuǎn)換劑的分類??為了減少對正常組織的損害,理想的光熱轉(zhuǎn)換劑吸收范圍在近紅外區(qū)域??(650-1350?nm),包括NIR-I和NIR-II,在此范圍內(nèi),正常組織的吸收較少甚??至無吸收,又稱組織透明窗口。光熱轉(zhuǎn)換劑可以分為無機材料和有機材料(圖??1-9)?[49]。無機材料包括金屬納米材料(例如Au、Pd和Ag納米點)[m]、碳??納米材料(例如石墨烯和碳納米管)[53#]、過渡金屬硫化物(例如CuS、Ag2S、??M0S2和WS2)?[56]和其他二維(2D)材料(例如黑磷、納米片、氮化硼和石墨??碳氮化物)[57]。有機材料主要包括小分子化合物和半導(dǎo)體聚合物納米粒子[58]。??盡管無機材料通常都有良好的紫外吸收特性、出色的光熱轉(zhuǎn)換效率和良好的光??穩(wěn)定性,但它們難以被降解從而具有潛在的長期毒性,限制了其在臨床上的應(yīng)??用。近年來,有機小分子作為無機納米材料的潛在替代品,在光熱治療引起越??來越多的關(guān)注。這些小分子光熱轉(zhuǎn)換劑通常由吸收近紅外光子通過非輻射松弛??途徑產(chǎn)生熱量而起作用。小分子光熱轉(zhuǎn)換劑的潛在優(yōu)勢在于良好的生物相容性??以及結(jié)構(gòu)可修飾性[46]。??Small-molecules?^P^rNPs8?Meta,and?Carbon'based?NPs??章.0??丨靈g???t??一?‘?;?l?―」??圖1-9光熱轉(zhuǎn)換劑的分類t4'??Figure?1-9?Classification?of?photothermal?agent.??10??
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