长余辉纳米材料在生物成像中的应用研究

发布时间：2020-06-03 10:18

【摘要】：在各种生物成像探针中,光学探针由于能够在细胞和分子水平跟踪或者促进生物体活动,从而有助于疾病的早期检测、精准诊断和后期监测。与其它成像探针相比,基于荧光的光学探针具有操作简便、灵敏度高、无电离辐射等优点。然而,传统光学探针的生物应用依然受到在生物体内发光不稳定、对生物体毒性较大以及信噪比低等因素的极大限制。近红外(NIR)发光长余辉纳米颗粒(PLNPs)作为一种新型的发光材料,具有较高的光学稳定性和化学稳定性、深层组织穿透能力及无生物组织背景发光等特征,所以近年来在生物体成像领域引起了广泛关注。此外,将长余辉纳米材料与其它模态成像造影剂结合,可以实现高分辨率、高灵敏度的多模态活体成像,达到成像优势互补的效果,从而在疾病的诊断、治疗及监测过程获取更为精准可靠的信息,避免误诊误判。但现有长余辉纳米材料受合成路径和方法的限制,往往具有较差的水溶性、较大的尺寸分布、较低的发光效率。基于此,本研究采用一步水热法成功制备了尺寸可控、高量子产率(绝对量子产率约为20%-27%)的Zn Ga2O4:Cr3+长余辉纳米材料,并对其功能化修饰聚乙二醇(HOOC-PEG-COOH)和聚甲基丙烯酸(PAA)以及环状多肽c(RGDy K)来达到靶向多模态活体成像的效果。总体来说,本文设计合成的近红外长余辉纳米探针的优势在于:(1)微小改变产生巨大影响:控制前驱物(Zn2+,Ga3+,Cr3+)的浓度,通过一步水热法即可合成绝对量子产率达20%的纳米颗粒,而现有长余辉纳米材料绝对量子产率最高一般在10%左右。用Na HCO3替代Na OH或者NH3?H2O来调酸碱性,不仅尺寸可控,也可进一步提高量子产率(20%-27%)。(2)本研究制备的纳米颗粒具有较强的荧光,余辉时间可持续5天之久。功能化修饰聚乙二醇(HOOC-PEG-COOH)和聚甲基丙烯酸(PAA)后,表现出较好的水溶性、稳定性和生物相容性。(3)首次使用临床应用的放射性元素99m Tc来标记长余辉纳米材料,实现光学/单光子发射计算机断层成像术(SPECT)/电子计算机断层扫描(CT)多模态成像。由于SPECT/CT成像具有高灵敏度和高分辨率的特点,从而使此种多模态探针有望在疾病诊断和治疗方面获得更准确的信息。(4)本研究通过口服给药方法,不仅操作方便,而且能够降低对生物体的毒副作用。
【图文】：

形貌,直接注射,CCD相机,悬浮液

章长余辉纳米材料在生物成像中的应用，但这种方法也存在许多不容忽视的缺点，，如：制备的荧光粉尺寸较大，一微米甚至几十微米，且形貌尺寸不均匀。这些问题极大的限制了纳米长余辉在生物医学、生命科学、能源工程和环境科学领域的应用[59]。1.3.2 溶胶-凝胶法

示意图,组织循环,长余辉,纳米颗粒

图 1.2 ZGC 长余辉纳米颗粒的合成及深层组织循环激发示意图[1]。Figure 1.2 Schematic Illustration of the Synthesis and Repeated in Vivo SimulatedDeep-Tissue Imaging of ZGC PLNPs[1].1.3.4 模板法
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1

【参考文献】