基于表面等离子体共振匹配的诊疗一体化纳米探针及其在三维成像指导光动力和光热治疗食管癌中的应用

Molecular imaging development is focused on the new, high efficient probe for the tumor early diagnosis and therapy. In the molecular imaging probe research, cancer-targeted nanotheranostics with the integration of diagnosis, therapy, and therapeutic evaluation ability have become the hot area. Photodynamic therapy as a new cancer therapy technology has worked in the clinical therapy of the esophageal carcinoma. However, there are some difficulties in the clinical applications, including the poor targeting ability of the photosensitizers, unclear tumor and surrounding tissues, the large conventional local lighting area, damaging to normal tissues, which can cause serious problem for early diagnosis and therapy. It is necessary to develop new nanotheranostics as molecule imaging probe for the early diagnosis and therapy of the esophageal carcinoma. Our recent work will develop new, high sensitivity, high targeting nanotheranostics based on the surface plasmon resonance coupling, especially in the development of nanotechnology and the clinical application of early diagnosis and therapy of esophageal carcinoma. The aim of the model of the tumor three dimensional images-guided photodynamic the photothermal therapy is high accuracy therapy, which is based on the fluorescent molecular tomography of the esophageal carcinoma. The achievement of this project is expected to provide new research method and theory for the esophageal cancer diagnosis and therapy.

分子影像学在肿瘤早期诊断应用的关键是发展新型、高效的成像探针。诊疗一体化纳米探针将诊断、治疗和疗效监控等功能一体化，成为分子影像探针研究热点。光动力治疗作为一种新型肿瘤治疗技术，已经应用于食管癌的临床治疗，但是医用光敏药物对肿瘤靶向性差，肿瘤边界定位不清晰，常规的均匀面照射范围广，破坏正常组织，对疾病的早期诊断和治疗起到很大的制约作用，迫切需要发展新型的诊疗一体化纳米探针，为食管癌的早期诊断和精确治疗提供分子影像探针。本项目将针对食管粘膜上皮肿瘤的早期诊断与治疗的临床问题和纳米技术应用的迫切需求，基于表面等离子体共振匹配技术，发展新型的高灵敏度、高靶向性、诊疗一体化纳米探针。利用浅表荧光分子断层成像获取食管粘膜上皮肿瘤的三维空间分布，开发肿瘤成像三维模型指导光治疗技术，实现精确的光动力和光热治疗。本项目的成果将为食管癌的早期诊断和精确治疗提供理论基础与技术保障。

诊疗一体化纳米探针将诊断、治疗和疗效监控等功能一体化，成为分子影像探针研究热点。光动力治疗作为一种新型肿瘤治疗技术，已经应用于食管癌和乳腺癌的临床治疗，但是医用光敏药物对肿瘤靶向性差，肿瘤边界定位不清晰，常规的均匀面照射范围广，破坏正常组织，对疾病的精准诊断和治疗起到很大的制约作用，迫切需要发展新型的诊疗一体化纳米探针，为肿瘤的精准诊断和精确治疗提供分子影像探针。本项目将针对肿瘤的精准诊断与治疗的临床问题和纳米技术应用的迫切需求，发展新型的高灵敏度、高靶向性、诊疗一体化纳米探针。利用浅表荧光分子断层成像获取食肿瘤的三维空间分布，开发肿瘤成像三维模型指导光治疗技术，实现精确的光动力和光热治疗。本项目已经取得了一系列重要研究成果，设计制备了多种诊疗一体化探针，表面等离子体共振匹配的纳米探针包括金纳米簇组装纳米探针的合成及其在生物成像和光动力治疗中的应用、表面等离子体共振耦合诊疗一体化AuNR@mSiO2-Ce6-Cy5.5和Ag-Au@mSiO2-Ce6-Cy5.5@RBCM纳米探针增强光动力治疗和荧光成像，表面等离子体共振匹配的纳米探针实现了荧光成像灵敏度的增强和单态氧产量的增强；荧光探针包括高掺杂稀土上转换/NIR II发光纳米材料的双模态成像指导光动力治疗；小分子探针包括基于组蛋白去乙酰化酶抑制剂SelSA的近红外分子探针。开发了多种微流控芯片合成纳米探针，包括基于3D打印微流控芯片制备海藻酸钙微/纳米凝胶及其载药应用。基于荧光断层成像引导的肿瘤仿体和肿瘤光治疗平台设计和搭建，实现了肿瘤的精确光动力和光热治疗。拓展了表面等离子体纳米探针的生物医学检测研究，开发了基于表面等离子体纳米探针的软管微流控动态流体SERS检测平台和新型液体拉曼检测器件，验证了其在细胞无标记分析和体液检测中的应用。本项目的成果将为食管癌和乳腺癌的精准诊断和精确治疗提供理论基础与技术保障。