近红外二区发射AIE材料光动力-光热双模式协同治疗

聚集诱导发光材料因其出色的光学特性、良好的生物相容性、高活性氧产率以及优异的光热转换能力等特点,在光动力、光热治疗领域表现出巨大的应用潜力。然而,传统的荧光材料由于发射波长较短存在组织穿透性差等问题,限制了临床应用。近红外二区发射的聚集诱导发光材料可以极大的解决组织穿透深度等问题,促进了其在临床应用的可行性。本文从分子的构建出发总结了D-π-A和D-A-D结构的近红外二区聚集诱导发光分子在光动力-光热双模式协同治疗方面的应用。

同源靶向性多模态成像纳米探针在光热-化疗协同治疗中的应用

目的制备同源靶向性诊疗一体化纳米探针MnO2@DOX@ICG@CM(MDIC),观察MDIC纳米探针的同源靶向能力,探讨其多模态成像价值以及光热联合化疗的协同治疗作用。方法通过化学裂解和超声匀浆法获取乳腺癌4T1细胞膜,以脂质体挤压法制备细胞膜包被的同时载有化疗药阿霉素和光敏剂吲哚菁绿的MnO2纳米探针;对MDIC的外观形态、粒径和表面电位等性质进行基本表征,并研究其光声成像及磁共振成像的能力;观察不同浓度的MDIC纳米探针的光热升温性能,评估其对4T1细胞的光热-化疗协同治疗的抗肿瘤效果。结果成功制备MDIC纳米探针,呈花状结构,平均粒径为183.3 nm,表面电位为-20.6±0.77 mV。透射电镜下观察到细胞膜成功包被;MDIC经激光照射后,溶液温度随着纳米探针浓度的升高而增加,具有较好的光热升温效果;光声和磁共振成像结果显示MDIC具有良好的成像对比能力;激光共聚焦显微镜观察到MDIC具有良好的同源靶向性;细胞毒性实验结果显示光热-化疗协同治疗具有更好的癌细胞杀伤作用。结论本研究成功制备了一种同源靶向性的光声/磁共振多模态成像对比探针MDIC,该探针具有良好的光热升温效能和体外抗肿瘤效果,并且可以显著增强光声成像效果和磁共振T1增强效果。

新医学科学与技术综合实验设计:光热-光动力协同抗菌纳米涂层制备

设计了一个新医学科学与技术综合性实验。将光热-光动力协同抗菌纳米涂层的制备、表征和抗菌性能分析应用于生物医学科学专业综合实验中,以提高学生的科研课题设计和实践能力。实践表明,该综合实验可以让学生了解抗菌纳米材料的国内外研究热点,以及分析测试方法的原理和用途,掌握课题设计思路、实施技能和机理分析方法,提高学生的科研实践能力。

铁掺杂的聚2-硝基-1,4-苯二胺纳米球的制备及在光热/光动力/化学动力学肿瘤治疗中的应用

肿瘤微环境(TME)的复杂性,使得单一治疗方式很难实现完全治愈。为此,构建了一种负载吲哚菁绿(ICG)的铁掺杂的聚2-硝基-1,4-苯二胺多功能纳米球Fe-PNPD-ICG(FPIs),用于光热(PTT)/光动力(PDT)/化学动力学(CDT)的联合治疗。在808 nm激光器照射下,ICG作为光敏剂可以产生单线态氧,铁掺杂的聚2-硝基-1,4-苯二胺纳米球作为光热剂具有36.65%的光热转换效率。FPIs一旦内化到肿瘤内,由Fe 3+/Fe 2+转化引发Fenton反应产生·OH实现化学动力学治疗,反应过程中可以清除TME中过表达的谷胱甘肽(GSH),从而降低肿瘤中的抗氧化能力。同时,产生的氧气可以改善TME中乏氧情况,增强PDT的治疗效果。因此,FPIs是PTT/PDT/CDT联合治疗的一种理想材料,在肿瘤治疗中具有潜在的应用前景。

肺癌细胞膜涂层的DOX和IR820的光热敏感型仿生脂质体用于癌症的化学-光热-光动力治疗

本研究构建以多柔比星(doxorubicin,DOX)为模型药物、新吲哚菁绿(IR820)为光敏剂、温度敏感脂质体(temperature sensitive liposomes,TSL)为载体,H460-NCI人大细胞肺癌细胞膜涂层的光热敏感脂质体(DOX-IR820-TSL@CCM),用于化学-光热治疗-光动力治疗的多途径高效肿瘤靶向作用。采用逆向蒸发法制备DOX-IR820-TSL,通过裂解、破碎、离心等方法制备癌细胞膜(cancer cell membrane,CCM),采用纳米膜挤压法制备DOX-IR820-TSL@CCM;并对上述脂质体进行表征。最终确定DOX-IR820-TSL的载药条件如下:有机相与水相比例为4.02,二棕榈酰磷脂酰胆碱(dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine,DPPC)用量为10.04 mg,药脂比为0.12DOX-IR820-TSL显著相变温度(T_(m))为43.05℃,DOX-IR820-TSL@CCM平均粒径为153.4 nm,PDI为0.279,zeta电位为-26.2 mV。透射电子显微镜图像在图中显示出均匀的球形结构和半透明膜层。在近红外光照射下,药物释放率达到了63.98%,具有可调节的光热转化能力和产生活性氧的能力。通过SDS-PAGE电泳、Western blot、细胞毒性实验和细胞摄取实验,证明了细胞膜涂层的设计能够很好地保留CD47、N-cadherin、CD44、CD326等相关功能蛋白使DOX-IR820-TSL@CCM具备良好的免疫逃逸、同源黏附和同源靶向作用。本文制备了具有伪装特性和肿瘤靶向性的DOX-IR820-TSL@CCM,可作为一种协同治疗诊断平台用于未来的肺癌治疗。所有动物研究方案均已通过黑龙江中医药大学动物伦理委员会批准(编号为:2022121011)。

LED阵列肿瘤光热光动力热治疗仪研究

现代激光光动力治疗仪难以大面积清除肿瘤细胞。设计了一种LED阵列肿瘤光热光动力热治疗仪。采用温度传感、集成电路、风冷和纳米光散射效应,将串、并联的LED阵列光源转变为均匀的3D冷光源。该治疗仪具有液晶显示、温度控制系统,功率可调,照度可调,照射时间可调。该治疗仪波长在400~2 000nm之间,通过更换不同的灯珠来改变激发波长。实验表明该仪器能大面积、快速杀死或清除肿瘤细胞。此仪器与光敏剂在可见-近红外波段靶向吸收的纳米材料配合使用,对皮肤或浅表性肿瘤能发挥协同治疗作用。

光热疗法及其协同疗法治疗肝细胞癌的研究进展

原发性肝癌是全球第6大常见癌症和第3大癌症死亡原因,以肝细胞癌为主要发病类型。肝细胞癌发病隐匿,早期无特异性症状,当患者出现临床相关症状时,往往已处于癌症中晚期。因此,大部分患者在确诊时就已经错失了根治性治疗的机会,导致复发率和转移率高、预后效果差。目前肝癌的治疗方法越来越多,光热疗法作为一种新兴的肿瘤治疗方式,因其微创、成本低、效率高、不良反应少和靶向性强等受到人们广泛关注。主要对光热疗法及其协同疗法治疗肝细胞癌的研究进展进行综述,旨在探索肝细胞癌治疗的新思路和策略。

基于透明质酸的靶向纳米探针的构建及体外抗肿瘤活性

以透明质酸(hyaluronic acid,HA)为药物递送载体,依次连接阿霉素(doxorubicin,DOX)、天然吲哚花青素染料IR808和过氧化氢酶(catalase,CAT),最后通过自组装得到具有抗肿瘤和荧光成像作用的纳米探针CAT@HA-DOX-IR808NPs。利用紫外可见光分光度计、荧光分光光度计以及透射电子显微镜等对其进行表征,然后在溶液和细胞水平开展其荧光成像和抗肿瘤活性研究。实验结果表明:构建的纳米探针CAT@HA-DOX-IR808为均匀的近球形,尺寸约为75 nm。在pH 5.0和透明质酸酶环境中,DOX在前10 h的释放率达到80%以上。激光共聚焦结果显示,在CD44阳性细胞中,该纳米探针组展现出比游离药物组以及阴性细胞组更显著的荧光信号。细胞毒实验中,在CAT@HA-DOX-IR808 NPs+NIR组,只有大约40%的MDA-MB-231细胞在最高浓度的CAT@HA-DOX-IR808 NPs下存活。因此,纳米探针CAT@HA-DOX-IR808具有显著增强的抗肿瘤功效,在乳腺癌的体外成像和治疗中具有广阔的应用前景。

氟硼类荧光染料及其衍生物在肿瘤诊疗一体化中的应用

肿瘤是全世界发病率最高、死亡率最大的疾病之一.鉴于肿瘤的高风险与高死亡率,世界各地的研究人员致力于开发更精确快速的诊断策略和更有效的治疗方法来对抗,针对肿瘤的光学诊疗一体化技术应运而生.氟硼荧类化合物(BODIPY)因其优良的光学性质在肿瘤光诊疗中被广泛关注.详细介绍了BODIPY及其衍生物作为光敏剂、光热转化剂及显影剂在肿瘤诊疗(光动力治疗、光热治疗、光声成像)以及诊疗一体化中的应用,全面系统地评价了不同BODIPY结构以及其衍生物在肿瘤诊疗中的效果.这对于合理设计具有高单线态氧量子产率、高光热转化率以及良好的光稳定性和溶解性等优点的近红外BODIPY材料具有重要意义.

具有聚集诱导发光性质的近红外荧光染料

聚集诱导发光(AIE)现象的发现为解决传统有机荧光分子在高浓度和聚集形态下存在的荧光猝灭问题提供了最佳方案,并实现了在光电器件、化学传感、生物成像和靶向治疗等众多领域的广泛应用。随着对AIE发光机理研究的不断深入,AIE分子体系得到了极大的扩展。其中,一类具有给体-受体结构的AIE分子能够显著降低分子能隙,使发光分子波长从可见光区(400~700 nm)延伸到近红外(NIR)区(700~1700 nm)。由于NIR发光分子在生物医学领域中的独特优势,其已成为目前AIE研究的热点。随着对NIR分子设计及应用的不断探索,附加不同功能且发光波长更长的AIE分子也被开发出来了,并实现了对生物体特定组织的NIR荧光成像、光声成像、光动力治疗和光热治疗等。本文总结了近年来具有AIE性能的NIR荧光分子的结构及其在生物医学领域的相关应用。