具有上转换发光和光热转换性能的纳米材料的制备及其在肿瘤诊疗中的应用

Based on the application prospect of cancer imaging and photothermal therapy, this project developes a novel phothermal coupling agent based on the carbon/polymer coated-upconversion nanoparticles. The research project includes the synthesis and surface functionlization of the heterostructure, the investigation of luminescent properties, tumor target imaging, photothermal therapy in vivo, and safety assessment. The controlled synthesis of photothermal coupling agent with suitable size, hydrophilic and targeting properties was firstly developed. Then, the upconversion luminescent properties and phothermal conversion efficency were investigated. Based on the heterostructure could target tumor in vitro and in vivo, photherthermal therapy was carried out. The toxicity of the heterostructure to living systems was further studied. The results of this research project will provide a new and efficient photothermal coupling nanomaterials for application in cancer imaging and therapy.

基于恶性肿瘤的早期检测及治疗在生物医学领域的应用前景，本项目选择碳或共轭聚合物包覆的稀土上转换发光纳米材料为研究对象，开发新型、高效的肿瘤诊治光热转换复合材料。本项目将从光热转换复合材料的制备和表面功能化、光学性能研究、肿瘤上转换发光靶向成像、光热治疗及毒性评估五个方面展开研究。控制合成具有粒径均一、分散性良好的光热转换复合材料，在优化上转换发光及光热转换性能的基础上，进行细胞层次和活体层次的肿瘤上转换发光靶向成像，并对肿瘤组织进行光热治疗实验。进一步对光热转换复合材料的毒性进行评估。本项目的研究将为恶性肿瘤的早期诊断及治疗提供一种新思路。

具有上转换发光和光热转换性能的复合纳米材料由于其独特的上波激发短波发射及光热转换特性，在肿瘤的早期诊断和治疗领域有着广泛的应用前景。本项目通过设计合成以上转换发光纳米材料为基础的复合纳米材料来实现同时具有上转换发光和光热转换性能，并应用于肿瘤的诊疗中。经过三年的研究，本项目发展了一系列复合纳米材料，并通过引入功能性基团，实现了多模式生物成像并初步研究了肿瘤的光热治疗及联合治疗效果。此外，还在细胞层次及小鼠活体层次对复合纳米材料的毒性进行评估。以上结果表明，这些复合纳米材料具有较好的上转换发光、光热转换及靶向肿瘤的性能，可以实现成像指导的肿瘤治疗效果，并且对细胞和活体具有较低的毒性。本项目的研究为恶性肿瘤的早期诊断及治疗提供一种新思路。