体内靶向980nm光子上转换UVA1纳米光敏晶及其肿瘤光动力治疗效应研究

针对肿瘤光动力治疗中的挑战性难题，基于980nm光子上转换为高能量的紫外光子（UVA1）对肿瘤癌细胞杀伤作用和抗体分子生物靶向识别功能，将光子上转换纳米光敏晶与特异性抗体共价"柔性"耦联构建生物靶向光子上转换纳米光敏晶（UNCs）。研究提高UNCs上转换UVA1效率的新途径、上转换UVA1机理及其激发态动力学过程，获得高效上转换UVA1的UNCs;研究UNCs与抗体"柔性"耦联的新方法、获得UNCs靶向癌细胞的高灵敏性和特异性；研究UNCs上转换UVA1光子与体外癌细胞相互作用动力学及其在体肿瘤光动力治疗效应，建立980nm光子上转换UVA1在体肿瘤早期光动力治疗的创新方法。为发展肿瘤早期在体无创无痛治疗新方法提供研究基础和依据。本研究创新在于用组织穿透深的980nm光子激发靶向细胞内的UNCs上转换为UVA1局域性地杀伤癌细胞,不伤害正常细胞,而980nm光子几乎不破坏正常细胞。

本项目针对肿瘤光动力治疗中的挑战性难题，基于980nm光子上转换为高能量的紫外光子（UVA1）对肿瘤细胞杀伤作用和抗体分子生物靶向识别功能，将光子上转换纳米光敏晶与特异性抗体共价"柔性"耦联构建生物靶向光子上转换纳米光敏晶（UNCs）。研究UNCs上转换UVA1光子与体外癌细胞相互作用动力学及其在体肿瘤光动力治疗效应，建立980nm光子上转换UVA1在体肿瘤早期光动力治疗的创新方法。为发展肿瘤早期在体无创无痛治疗新方法提供研究基础和依据。在国家青年科学基金的支持下，改项目取得了如下的进展：.1、发展了基于多同质核壳新结构的纳米晶提高UNCs:RE3+的Up-UVA1上转换发光效率的新途径，解决了UNCs:RE3+的Up-UVA1上转换发射带的上转换发光效率难于提高的科学难题。.2、 发展了UNCs:RE3+纳米晶表面的生物“柔性”表面修饰的新技术，解决UNCs:RE3+纳米晶表面与抗-PSA抗体、抗-Her2抗体或抗-CD90抗体等蛋白分子的高特异性偶联及保持蛋白分子高活性的科学难题问题。.3、通过对UNCs:RE3+纳米晶的生物“柔性”表面修饰和在不同仿生环境中的稳定性实验，掌握了关键的实验数据和应用条件，通过核壳结构和表面修饰，研究了UNCs:RE3+ 与抗-PSA抗体、抗-Her2抗体或抗-CD90抗体等蛋白分子偶联前后在不同生物环境下发光稳定性和动力学性质，获得了提高UNCs:RE3+纳米晶上转换发光性质在生理环境下高稳定的关键数据和在体应用的理论依据。 .4、通过对Ab/UNCs:RE3+的PEG修饰和评价细胞活性实验，证明了PEG表面修饰的Ab/UNCs:RE3+无生物毒性，解决了Ab/UNCs:RE3+纳米晶的生物相容性问题。