稀土/铱配位聚合物纳米粒子的合成及其在磁光双功能成像中的应用

Multifunctional nanoprobes which show high stability, relaxity,and phosphorescence will be developed based on the coordination self-assembly between iridium complexes and rare earth ions with high magnetic moment and long electronic relaxation time. Their cytotoxicity, biodistribution in living cells and mice, MRI and optical imaging in vitro and in vivo will be investigated in details. To perform the combination of diagnosis and therapy, anti-tumor drugs will be encapsulated in the coordination polymer nanoparticles. The project will extend the application of d-f complexes into the field of nanotechnology and molecular imaging, enrich multifunctional nanoprobes, and support the correct diagnosis and therapy for tumors.

本课题拟采用配位自组装结合纳米合成技术(溶剂热法或者反相微乳液法)，利用具有大自旋磁矩的稀土离子与羧酸功能化的铱配合物之间配位相互作用，获得具有高稳定性、高弛豫率以及长波发射(红光甚至近红外发射)的磁光双功能稀土/铱配位聚合物纳米探针,系统研究该类配位聚合物纳米粒子的生物毒性、在细胞亚结构以及动物组织中的分布以及细胞层次与活体层次的光学成像与磁共振成像。同时,将抗癌药物负载在配位聚合物纳米粒子中，从而达到诊断和治疗相结合的目的。本课题将d-f金属配合物的研究扩展到纳米技术和分子影像领域，丰富了磁光双功能探针的内容，为肿瘤的诊疗一体化提供有力的支持。

本项目围绕配位配位聚合物纳米粒子的合成及其在分子影像中的应用，主要开展了两个方面的研究工作：(1) 配合物纳米粒子在肿瘤成像与诊疗中的应用；(2)具有近红外吸收的铱配合物及纳米粒子的合成及性质研究。该项目利用配位自组装、氢键自组装，电荷自组装等纳米合成方法构建了系列配合物纳米粒子，并且通过分子的理性设计合成了具有近红外吸收金属铱配合物，拟解决基于金属铱配合物在深层次肿瘤成像与治疗中的瓶颈问题。在细胞层次或老鼠肿瘤模型上，详细研究了配合物及其纳米粒子在T1/T2双模态核磁共振成像（MRI）、磷光成像/光动力学治疗、光声成像/光热治疗、MRI/光学双模态成像与光动力学治疗等方面的应用，并在活体动物模型上系统评价了配合物及纳米粒子的动物毒性、靶向性和药代动力学等，展现了配合物纳米粒子在肿瘤精准诊断与治疗中的应用前景，为实现其临床转化奠定基础。