具有双光子激发功能的纳米粒子的制备及其对肿瘤细胞光动力学效应的研究

本研究将基础研究成果与临床需求密切结合，针对目前光动力学疗法治疗恶性肿瘤存在疏水性光敏材料致局部药物浓度过低，可见光照射组织穿透力弱、单光子吸收空间定位差等问题，旨在开发一种新型具有双光子激发功能的水相纳米药物并利用人体穿透力强的红外光照射的光动力学新技术，提高光动力学治疗范围的同时减少对周围正常组织的损伤。研究内容包括：采用水相沉积、胶束囊入与硅烷溶胶凝胶法制备双光子激发功能的水相纳米粒子，评估光敏剂剂量与单线态氧产率、监测功能纳米粒子在肿瘤细胞定位、评价纳米粒子生物安全性、研究红外光辐照下双光子激发功能的纳米粒子对肿瘤细胞的光动力学效应；本项目的关键是稳定的具有较高双光子吸收截面且具有生物相容性的不同水相分散纳米粒子的制备及其与肿瘤细胞的复合及复合位点的控制；本项目的特色是材料科学与临床医学交叉联合；新型光动力学疗法治疗人体深部肿瘤是本项目的最终目的。

具有双光子激发功能的水相纳米材料，能够利用红外光的照射进行光动力学治疗。我们成功制备了DPA-TSB纳米粒子，并利用亲水性聚合物聚乙二醇(PEG)进行表面修饰，以增加其水溶性和稳定性。采用MTT法检测PEG修饰后的DPA-TSB对细胞增殖的影响，却发现其毒性作用较大，因此我们尝试制备能够用于光动力学治疗的新型纳米材料。聚合物量子点作为目前极具优势的荧光纳米探针，其已应用于细胞标记和药物输送等方面。同时，装载了光敏剂的聚合物量子点，在适合光源的激发下，两者会发生荧光能量共振转移现象，能量由聚合物传递给光敏剂，从而产生活性氧，发挥其抗肿瘤效应。这使得聚合物量子点应用于光动力学治疗成为可能，因此制备相应纳米材料和研究其抗肿瘤效果具有非常重要的研究意义和应用前景。在本项目执行这三年时间中，我们紧紧围绕光动力学治疗这个研究中心，开展了大量系统的研究工作，开发了一系列性能优异、具有潜在应用前景的纳米材料，并且探索了这些材料在生物成像和抗肿瘤等方面的应用。取得的创新性研究成果主要包括：(1) 成功制备装载光敏剂的聚合物量子点；(2) 研究聚合物量子点的体外抗肿瘤效果。(3) 研究聚合物量子点的体内抗肿瘤效果。项目执行期间共发表SCI论文5篇，培养博士研究生3名，硕士研究生1名。