I-VI型低毒近红外量子点生物探针的构建及其活体肿瘤成像应用研究

This project aims to systematically study the ultrasmall I-VI quantum dots (QDs) that previously synthesized by us. With narrow bulk band gap, the fluorescence of I-VI QDs could cover both NIR-I and NIR-II windows. Especially, emission in NIR-II windows could afford higher signal/noise ratio, deeper penetration depth and higher spatial resolution. This research includes several parts: i) studying the surface modification, biofunctionalization and elimination of non-specific adsorption of I-VI QDs to controllably construct tumor-targeted NIR QDs nanoprobes with good biocompatibility. ii) investigating the specific recognization between the NIR QDs nanoprobes and receptors associated with cancer cells. iii) using the specific NIR QDs nanoprobes to realize targeted molecular imaging of tumor in vivo. iv) inspecting the biodistribution of the NIR QDs nanoprobes in the organs and the clearance of the NIR QDs nanoprobes by the animal. Finally, a new technique based on targeted molecular fluorescent imaging will be developed to specifically and sensitively diagnosing and monitoring tumor in vivo. This project will provide a simple, rapid and reliable method for tumor research and clinical diagnosis. It will also lay a foundation for developing novel tumor diagnosing technique.

I-VI型量子点具有体相带隙窄、发光覆盖近红外窗口、不含毒性元素等特性，能够满足生物相容性好、粒径小、低毒、近红外发射等要求，特别是其发光范围覆盖至NIR-II窗口，可为活体荧光成像提供更高的信噪比、更深的穿透深度和更高的空间分辨率，在活体肿瘤成像研究中具有巨大的优势和潜力。本项目拟进一步系统研究我们所研制的I-VI型小粒径低毒近红外量子点，解决表面修饰、生物功能化、生物相容性、非特异性吸附等难题，可控构建肿瘤靶向近红外量子点荧光探针，并研究所构建探针与肿瘤细胞表面受体特异性识别。以此为基础，开展基于I-VI型小粒径低毒近红外量子点的活体肿瘤荧光成像研究，并研究量子点探针在活体内的分布与排出情况，考察其体内稳定性和安全性，建立基于靶向分子影像的活体内肿瘤的特异性、高灵敏诊断与监测新方法。本项目将为肿瘤学基础研究和临床诊断提供简便、快捷、可靠的新手段，为发展新型肿瘤研究和诊断技术奠定基础。

I-VI型量子点具有生物相容性好、粒径小、低毒、近红外发射等特点，可为活体荧光成像提供更高的信噪比、更深的穿透深度和更高的空间分辨率，在活体肿瘤成像研究中具有巨大的优势和潜力。本项目聚焦I-VI型小粒径低毒近红外量子点的可控制备、肿瘤靶向近红外量子点纳米生物探针构建及其活体肿瘤荧光成像研究。考察了高质量CdSe/ZnS量子点的合成及保存条件，可控合成了性能优异Ag2Se量子点，利用液－液界面反应制备了近红外荧光Ag2S量子点，合成了第二近红外窗口荧光Ag2Te量子点，可控制备了Pb掺杂近红外Ag2S量子点，研究了量子点纳米生物探针的分离纯化条件，利用量子点单颗粒示踪技术实时研究了流感病毒内吞入胞过程，构建了基于近红外Ag2Se量子点的肿瘤诊疗用多功能纳米诊疗器件、实现了基于靶向分子影像的活体内肿瘤诊疗研究。此外，制备了近红外荧光—CT、近红外荧光—MRI、MRI—CT等多功能纳米材料，为开展基于纳米材料的多模活体成像研究奠定了基础。已发表论文8篇，培养博士生2名，硕士生3名。