新型近红外发射长余辉纳米探针的构建及诊疗一体化性质研究

There have been great interests in the application of the near-infraredemitting persistent luminescence nanoparticles (PLNPs) for biomedical research due to the advantages of ex-situ excitation, super signal to noise ratio and excellent tissue penetration capability. However, limited afterglow properties, large particle size, poor dispersion, and irregularities of PLNPs limit its application. This project aims to develop persistent luminescence nanoparticles with small size by rare earth oleate as precursor and surfactant assistant method. Its excellent afterglow properties will achieve via co-doping of Cr/Bi and Cr/In on zinc gallate PLNPs. New theranostics multifunctional nanoprobes with low background, highly sensitive and effective in vivo diagnosis and treatment of tumor-bearing mice will construct further modification of PLNPs with PDA and DOX. Long-lasting luminescence imaging and photothermal/chemotherapy integrated diagnostic and therapeutic characteristics of the composite probe will study in tumor-bearing mice. This project will provide new solutions for precise diagnosis, therapeutic monitoring and efficient treatment of tumors, and is of great significance for the development of tumor research and diagnosis and treatment integration technologies.

基于近红外发射长余辉纳米粒子的多功能诊疗一体化纳米探针因其免原位激发、低背景干扰、较深的组织穿透性等特点，在疾病的精确诊断和高效治疗等领域受到了关注。但其较大的颗粒尺寸、较差的分散性、不规则性以及有限的余辉性质限制了其应用。本项目拟利用稀土油酸盐为前体及表面活性剂辅助法，制备尺寸小、单分散、形貌规则的长余辉纳米粒子。通过三价态Cr/Bi及Cr/In稀土离子的共掺杂提高镓酸锌体系的余辉发光性能，制备新型性能优良的长余辉纳米粒子。长余辉纳米粒子表面进一步与聚多巴胺（PDA）和阿霉素（DOX）进行修饰和功能化，构建诊断和治疗技术集于一体的新型复合纳米探针，并以荷瘤小鼠为对象，研究该复合探针的长余辉发光成像和光热/化疗一体的诊疗特性，实现活体肿瘤的低背景、高灵敏光学成像和高效治疗目标。本项目为肿瘤的精确诊断、疗效监测和高效治疗提供新的解决方案，对肿瘤研究及诊疗一体化技术的发展具有重要的意

癌症严重威胁着人类的健康。基于近红外发射长余辉纳米粒子（PLNPs）的多功能诊疗一体化纳米探针因其免原位激发、低背景干扰、较深的组织穿透性等特点，在癌症的早期诊断和高效治疗等研究领域取得了令人满意的成果。纳米材料是诊疗一体化多功能纳米探针的核心。PLNPs余辉发光性能和尺寸直接影响到癌症的早期诊断和高效治疗效果。.本项目首先利用表面活性剂辅助法、“一步”水热法、共沉淀法、高温固相法等先进制备技术，制备了尺寸小、余辉发光性能优良的系列长余辉纳米材料。通过Bi3+，In3+，Sm3+, Pr3+,Al3+等三价态离子以及Ca2+，Ba2+等二价态离子的共掺杂或三掺杂提高长余辉纳米材料的余辉发光性能，改善形貌，成功研制了波长可调、尺寸和余辉发光可控、余辉发光增强的系列长余辉发光纳米材料，并对其晶体结构、激发和发射光谱、余辉时间、形貌尺寸、热释光普、信息储存能力进行了系统的表征和测试。制备的PLNPs最小尺寸为 8 nm左右，发射波长从715 nm调到了739 nm。探究了发光机理、余辉发光性能以及波长可调和尺寸可调的原理，为癌症的高效诊疗及防伪、信息储存等领域提供了优质的材料基础。然后筛选性质优良的PLNPs，其表面进一步与聚多巴胺（PDA）、阿霉素（DOX）、吲哚青绿（ICG）等药物进行修饰和功能化，构建了长余辉发光成像/CT成像和光动力治疗（PDT）及光热治疗（PTT）技术集于一体的新型多功能诊疗一体化纳米探针，并以肺癌荷瘤小鼠为对象，研究该复合探针的细胞和活体毒性、长余辉发光成像/CT成像的多模态成像和PDT/PTT治疗一体多模式治疗一体的联合诊疗特性，对比了单一探针和多功能复合探针的治疗效果，实现了活体肿瘤的低背景、高灵敏成像和高效治疗目标，进一步扩大了长余辉纳米材料在生物医学领域的应用范围。.研究结果已发表了 10 篇期刊论文（5篇为 SCI 收录、1篇为EI），1篇会议墙报展示，申请了1项国家发明专利；在本项目执行期间，3名硕士研究生已毕业，项目负责人被评为“教授”职称，3名项目成员被评为“副教授”职称。