基于工程化无机纳米探针的细胞器及肿瘤分子成像的研究

基于细胞器成像和分子成像的需求，通过聚电解质精确调控无机纳米粒子自组装，及在复合纳米微粒表面修饰跨膜增强材料（如：精氨酸、九聚精氨酸短肽、胍化试剂）、嫁接具有分子靶向功能的抗体（如：表皮生长因子抗体Anti-EGFR）或细胞器定位因子（如：核信号分子NLS,线粒体靶向因子三苯基膦TPP等）的方法构建具有良好生物相容性、跨膜能力、亚细胞结构定位能力或分子靶向性，能够克服相关的生理屏障，造影信号大幅度放大，实现亚细胞结构的标识或最终完成对肿瘤分子的识别与定量的造影增强材料。研究探针的结构组成与细胞器定位成像，肿瘤分子体内显影、定量的功能形成规律；探讨材料与细胞的相互作用以及与此过程密切相关的细胞信号转导途径、材料的细胞毒性和生物安全性；为研究单病种癌细胞的发生、发展、凋亡，以及肿瘤干预的机制提供方法与工具，也为优化复合无机纳米材料在生物医学中的应用提供指导。

1)环糊精修饰的工程化聚合物纳米粒子。聚己内酯-聚乙二醇载药纳米粒子表面修饰环糊精，靶向和治疗效果提高。本研究中，β-环糊精与聚丙烯酸通过自由基聚合生成β-环糊精-聚丙烯酸聚合物，通过主客体相互作用和PEG中羟基和PCDAA中羧基之间的氢键相互作用固定在聚己内酯-聚乙二醇-聚几内酯聚合物纳米粒子表面，制备表面工程化聚合物纳米载体。.2)制备亲水性荧光纳米晶探针。在聚乙烯吡络烷酮水溶液中合成聚丙烯酸，组装成聚丙烯酸（PAA）-聚吡络烷酮纳米微粒。通过PAA和Ag离子之间的交换，将银离子负载在聚合物载体上，Ag离子与PAA中H离子交换，在聚合物载体上形成稳定的Ag离子簇，通过抗坏血酸的还原作用生成银纳米晶。一系列LaxGd1−xF3:Nd3+ (x = 0–1)纳米晶通过掺杂控制水热合成法制备而成。当X=0.3时GdF3的立方相完全转变成LaF3，与本体材料x=0.5存在很大区别。LaxGd1−xF3:Nd3+纳米晶的形貌和近红外激发-近红外发射性质受到La/Ga比的影响，可优化制备出一系列荧光纳米晶。.3)近红外发射丙烯酸-金纳米簇（Au-PAA）用于活体成像。一种简单的方法合成近红外金-聚丙烯酸荧光纳米簇，该复合纳米探针具有中空结构，外层为多孔的PAA壳纳米凝胶。这些Au-PAA纳米凝胶具有卓越的近红外荧光性质，能很好的用于靶向活体成像。