pH超敏感纳米胶束的形状对其细胞摄取效率及肿瘤精确诊断的影响

本文合成了一种pH超敏感聚合物PEG-iPDPA,并分别通过薄膜分散法和溶剂去除法将其制备成蠕虫形胶束和球形胶束,在体外、细胞和活体水平对两种形状胶束的物理化学性质及细胞摄取效率、肿瘤精确诊断等生物学功能进行了研究。在体外水平,主要考察了二者的pH响应性,结果显示,两种形状的制剂pH响应性良好,在连接上荧光探针后,均能够实现100倍以上的荧光信号开关(ON/OFF);流式细胞术和激光共聚焦显微镜的结果显示,细胞摄取两种形状的胶束均呈时间、浓度双依赖性,但细胞摄取球形胶束的量远高于蠕虫形胶束,这也证明了制剂的形状对细胞摄取行为的影响很大;活体成像结果表明,球形胶束对肿瘤的成像效果更好、灵敏度更高,且在肿瘤内具有更高的蓄积量;细胞毒实验和H&E染色实验显示,两种形状制剂的生物安全性良好。结果说明,球形胶束的生物学性质要优于蠕虫形胶束,其在细胞摄取、生物分布和肿瘤检测等方面都更具有优势。

超pH敏感荧光纳米探针的pH转变点对其肿瘤成像效果的影响

在荧光引导的肿瘤手术治疗中,基于肿瘤偏酸性微环境而设计的超pH敏感(ultra-pH sensitive,UPS)荧光纳米探针具有实时、超高灵敏度和适用于多种肿瘤等多重优势,而受到广泛关注。超pH敏感探针在高pH环境下处于“OFF”状态,在低pH环境下转变成“ON”状态,发出强烈荧光,并可通过结构设计精确控制其pH转变点(transi‐tion pH point,pH_(t))。目前已报道的UPS纳米探针具有良好成像效果,然而由于肿瘤微酸环境的复杂性,尚不清楚UPS纳米探针的pH_(t)对其肿瘤成像效果的影响。在本研究中,通过调节UPS聚合物中疏水性嵌段的结构,分别合成pH_(t)为4.5、6.2、6.6和7.8的UPS纳米探针。动态光散射检测显示,合成的UPS纳米探针在“OFF”状态下具有良好的稳定性。透射电子显微镜检测表明,该纳米探针粒径均一且形态完整。体外的成像效果检测显示,其都能够较为灵敏地响应pH的变化,在环境pH<pH_(t)时被激活,发出强烈荧光。体内小动物活体成像结果表明,pH_(t)为6.2和6.6的两种超pH敏感纳米探针具有较好肿瘤成像效果。所有动物实验均经过北京大学医学部动物伦理委员会批准,严格遵循北京大学医学部实验动物福利规定。本研究筛选出具有良好成像效果的UPS纳米探针,并为其他肿瘤微环境响应型纳米探针的设计和筛选提供新的思路。