^(19)F磁共振成像引导的化学动力学/饥饿/化疗协同治疗纳米探针构建及应用

利用油胺和赖氨酸铜共修饰的聚琥珀酰亚胺两亲高分子(PSI_(Lys-Cu-Lys/OAm)),实现对全氟冠醚(PFCE,作为氟源)、阿霉素(DOX)的自组装包封,并进一步通过聚赖氨酸(PLL)调节表面静电作用负载葡萄糖氧化酶(GOx),获得DOX/F@PSI_(Lys-Cu-Lys/OAm)@PLL-GOx(DFPPG)多功能纳米探针,成功将^(19)F磁共振成像(MRI)引导的化学动力学(CDT)/饥饿(ST)/化疗(CT)联合治疗整合于一个纳米平台。体外及活体实验结果表明,探针基于类GOx酶活性有效地催化消耗细胞内葡萄糖转化为H_(2)O_(2)和葡萄糖酸,不仅可以“饿死”肿瘤,而且原位自供应H_(2)O_(2)及酸性增强进一步促进了Cu介导的类芬顿反应,增强了CDT。与此同时,探针在肿瘤微酸性环境下响应性释放DOX,解决了化疗药物的生物利用率低问题且降低了探针对正常组织的毒副作用,优异的^(19)FMRI实现了探针(药物)代谢过程的示踪。

多功能^(19)F磁共振/CT成像及光热/化学联合治疗纳米平台用于肿瘤诊疗

开发具有多种成像模式指导的高效诊疗一体化纳米平台对于肿瘤精准诊断治疗和疗效评估具有广阔的应用前景,同时也面临着巨大挑战。光热疗法(PTT)是一种特异性强、副作用小的非侵入性癌症治疗方法,通过将Au与Cu_(7)S_(4)耦合制备而成的Cu_(7)S_(4)/Au异质结可以将吸收调节至808 nm的近红外窗口,使其具有优良的近红外光热效应,这有效避免了生物背景干扰,增大了组织穿透能力和深度,也减少了对正常组织的损伤。同时引入X射线衰减能力强的金赋予了异质结良好的CT成像功能。随后,利用油胺修饰的聚琥珀酰亚胺两亲高分子(PSI_(OAm))通过超声乳化实现对全氟冠醚(PFCE,作为氟源)、紫杉醇(PTX)以及Cu_(7)S_(4)/Au异质结纳米颗粒进行包封组装获得Cu_(7)S_(4)/Au-^(19)F-PTX@PSI纳米复合探针,因而将^(19)F磁共振(^(19)FMR)/CT成像和光热/化学药物联合治疗整合于一个纳米平台。^(19)FMRI、CT及PTT模式相互匹配,均有利并奏效于深部肿瘤成像或治疗。体外和小鼠活体实验结果表明,该纳米探针具有良好的生物相容性和出色的^(19)FMRI/CT及近红外光热成像能力,光热与化疗联合治疗显著抑制了实体肿瘤的生长。研究所展示的多功能诊疗一体化纳米平台为构建新型高效纳米诊疗试剂提供了有益的设计思路和合成策略,有望在将来癌症诊断和治疗中发挥潜力。

肿瘤微环境响应型^(19)F-MR分子成像纳米探针

肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)与肿瘤的发生、转移及其所在组织的结构、功能密切相关。在体研究肿瘤细胞与TME之间的相互作用机制,是基础和临床研究癌症发生发展、研发肿瘤精准诊断新技术以及开发有效抑制肿瘤新策略的迫切需求。分子影像学(molecular imaging)着眼于生物过程的分子水平变化,对早期TME中分子改变及环境变化的研究具有重要意义。现已研制出多种针对TME响应的19F-MR纳米分子成像探针,这类探针可在复杂TME中的某些特定刺激下,使含氟小分子核团暴露,19F-MR信号明显增强。利用探针这一环境响应特性,结合19F-MR成像,可在分子水平早期可视化TME中的恶性生物学行为,为实现肿瘤早期诊断及精准治疗提供有利支持。该综述从基础及临床研究需求出发,对已研发的TME响应型纳米分子成像探针展开评述,以期为新型纳米探针的设计、制备及临床转化提供研究思路及理论依据。

^(19)F-MRI纳米探针设计及其肿瘤诊疗应用

磁共振成像在肿瘤诊疗中扮演着重要角色,其中氢质子(^(1)H)是MRI时最常用的原子核,但存在对比度不足、敏感度较低等问题,而利用^(19)F原子核进行成像具有无内源性背景干扰的独特优势和能选择性成像的巨大潜力。近年来,纳米技术与分子影像技术充分融合使得基于^(19)F的MRI纳米探针在癌症精准诊疗中凸显成效。本文概述了^(19)F纳米探针的多功能制备策略,归纳其作为理想纳米诊疗探针应具备的材料性能,重点阐述其介导癌症诊疗的最新研究进展,并分析了该领域中存在的一些挑战和前景展望,旨在加深对^(19)F MRI纳米诊疗探针研究现状的认识,推动探针分子设计和功能修饰进一步优化,使其早日实现临床转化。

基于^(19)F核磁的纳米金催化氟代苯甲醇选择性氧化的动力学测试

对已有实验“负载金催化苯甲醇氧化反应活性的测定”进行了创新设计,将广泛用于科学研究的^(19)F NMR检测方法引入到本科实验教学中。通过本教学实验的开展,学生能够学习掌握NMR的原理及实际操作,完成了纳米金催化邻、间、对位的氟代苯甲醇的动力学测试,考查不同取代基位置对反应速率常数和活化能的影响,并结合有机化学理论知识,加深对催化机理的理解,实现了^(19)F NMR检测的动力学教学与有机化学理论知识、仪器分析技术知识的有机结合,培养学生主动思考和解决实际问题的能力。

基于硼酸酯的^(19)F磁共振分子探针的设计合成及活体深组织活性氧物种的激活响应成像

活性氧簇(ROS),如过氧化氢,在生物体内的各种生理和病理过程中发挥着重要作用.生物体内活性氧簇水平的异常与多种疾病(炎症、肿瘤和器官损伤等)密切相关,使ROS监测成为研究和诊断这些疾病的重要工具.目前,实现活体内深组织中的活性氧簇成像仍然面临挑战.本文设计并合成了一种响应型的^(19)F磁共振成像(MRI)探针(Gd-DPBF),并将其用于实现对活体内通用活性氧簇的检测和成像.该探针由钆螯合物通过活性氧簇响应的芳香硼酸酯键与含氟砌块相连接构成.体外和体内成像实验结果证实,该探针可以实现在活体荷瘤小鼠中针对肿瘤中高表达的活性氧进行检测和成像,展示了其在生物体内对活性氧簇相关生理过程进行深组织、零生物背景成像方面的潜力.

含氟磺酰基的靶向PD-L1小分子PET探针的合成及其初步生物学评价

大量研究数据显示,抗肿瘤免疫治疗的效果与肿瘤中细胞程序性死亡配体1(PD-L1)的表达水平呈正相关。使用放射性核素标记的探针进行正电子发射计算机断层扫描(PET)成像可以准确定量患者全身PD-L1表达水平的动态变化。以联苯类PD-L1小分子抑制剂的母核为结构基础进行优化,并引入氟磺酰基,成功合成靶向PD-L1的小分子化合物8。通过质谱、核磁(^(1)H/^(13)C/^(19)F NMR)表征验证了化合物8的结构正确,并利用均相时间分辨荧光(TR-FRET)测得其抑制PD-1/PD-L1结合的IC_(50)值为237.2±9.37 nM。体外细胞毒性实验表明:化合物8具有良好的生物相容性。通过“^(18)F-^(19)F”一步法标记合成小分子PET探针[^(18)F]8,放射转化产率达79%,放射化学纯度大于98%,在PBS和小鼠血清中均保持高度稳定,脂水分配系数为1.87±0.19。探针[^(18)F]8在小鼠黑色素瘤B16-F10细胞中的最大摄取值达到2.23±0.05%AD,且可被化合物8显著阻断(0.24±0.21%AD)。因此,简单、快速、高产的标记方法和对PD-L1良好的亲和力为探针[^(18)F]8的PET显像提供了基础。