无蓝紫光负效应的成像治疗一体化NaYF4:Yb3+, Tm3+上转换纳米载体构建

Luminescent upconversion nanocrystals (UCNPs) has several advantages, including effectively excited in the infrared region, absence of photo-damage to living organisms, very low auto-?uorescence and high light penetration depth in biological tissues. It has become research focus for fluorescence labeling and photodynamic therapy research in recent years. A typical case explored the use of the near-infrared optical imaging in the 800 nm of NaYF4: Yb3+, Tm3+ UCNPs for deep tumors. But there is an inevitable drawback is the extra blue-violet light damage will hurt the normal tissue around tumor. To address this problem, we have constructed a dual fluorescence resonance energy transfer consisted of "NaYF4:Yb3+, Tm3+ UCNPs-anticancer doxorubicin-targeted aptamer" complex. In the premise of the 800 nm fluorescence imaging of the Tm3+ is not affected, blue-violet owing to resonance passed to doxorubicin is quenched while simultaneously the fluorescence of doxorubicin transferred to aptamer resulting in eliminated imaging fluorescence signal interference. After the complex is taken up by targeted cancer cells, doxorubicin is gradually released from the conjugate because aptamer conformational changed, which induces the activation of blue-violet light and doxorubicin to synergisticly destroy tumor.

发光上转换纳米晶（UCNPs）由于有效激发位于红外区，对生物组织穿透深、光损伤小、背景荧光低等优点，近年来成为荧光标记和光动力治疗方面的研究热点。其中NaYF4:Yb3+, Tm3+ UCNPs在800 nm的近红外光实现深层肿瘤成像颇受关注。但这种方式有个不可避免的缺点是额外出现的蓝紫光会伤害肿瘤周围正常的组织。为此，我们设计了一个"NaYF4:Yb3+, Tm3+ UCNPs-抗肿瘤药物阿霉素-靶向分子适配子"双荧光共振能量传递体系的复合体。在Tm3+离子800 nm成像荧光不受影响的前提下，蓝紫光共振传递给阿霉素而被有效抑制，同时阿霉素的发光又传递给适配子排除对成像荧光信号的干扰。当这个构建靶向到肿瘤时，适配子构象改变迫使阿霉素释放，双荧光共振能量传递体系得以瓦解。进而恢复强度的蓝紫光协同阿霉素杀伤肿瘤。

发光上转换纳米晶（UCNPs）由于有效激发位于红外区，对生物组织穿透深、光损伤小、背景荧光低等优点，近年来成为荧光标记和光动力治疗方面的研究热点。本项目以荧光共振能量传递为原理，构建了以上转化纳米晶为供体的生物应用体系。探讨了稀土纳米粒子的制备，表面修饰等功能化研究。并根据实验进展情况拓展了部分内容。.相转移方式制备了的水相的小粒径UCNPs，构建UCNPs为供体和其他荧光分子为受体的模型，通过红外光谱、圆二色光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线等手段研究其表面修饰的影响。以生物应用体系研究了其荧光能量共振传递现象。.发现了大粒径UCNPs具有的直接制备光子晶体的特性，通过吸收光谱测试到了三级衍射峰。证实了其光子晶体荧光增强的特性。.借鉴纳米粒子自组装理论，发展了一种简单快速、无损的潜在指纹检测方法。通过双亲嵌段共聚物分子(PSMA-b-PS)嫁接到纳米金的表面，使其与指纹残留的分泌物(蛋白质、多肽、氨基酸)的指纹残留通过静电和疏水相互作用，沉积形成裸眼可见的图案。这种方法可以应用于不同的基质表面，且可以通过加入正十二硫醇的量来控制控制纳米金的自组装水平，获得不同的颜色。另外利用金纳米颗粒的光热转化特性，首次将声光成像技术应用于潜在指纹的可视化成像，可以观察到指纹的超精细结构如毛孔和山脊轮廓等三级结构。.通过微流控技术制备了一种具有不同形貌和几何形状的杂交囊泡结构。不同于现存的技术，它作用机制是借助海藻酸钠等聚合物的交联，推动纳米粒子辐射状的向中心聚集。形成界限分明的金属纳米粒子的核和交联聚合物的壳。通过调节纳米粒子的交联剂的浓度可以随意调节核壳厚度比。这种方法具有广泛的通用性，可以制备不同类别杂交核壳结构。我们以磁性的微气囊凝胶证实其在生物医药成像，催化、微马达等领域的应用潜力。