连续能量转移的上转换纳米晶—功能取代酞菁纳米复合体系的构建及其荧光成像

发布时间：2020-06-06 19:59

【摘要】：针对光动力治疗难以实现靶向性、难以实现深组织治疗以及实现诊断治疗一体化问题。若将上转换材料与酞菁光敏剂复合,可以实现近红外光激发,能量转移激发酞菁光敏剂产生单线态氧,实现在短波处多模成像和光动力治疗协同治疗目的。本论文设计合成了两种具有连续能量转移转换的纳米晶功能酞菁敏化纳米复合体系,表征纳米复合体系结构的形貌,研究其光物理和光化学性质,并初步研究了其细胞成像。包括以下几个方面内容:(1)设计合成了一系列氮杂环和氟代香豆素硅(IV)酞菁配合物,即二-(4-三氟甲基嘧啶-2-氧基)取代硅(IV)酞菁(CF3-SiPc)、二-(2-甲基-5-1-咪唑乙氧基)取代硅(IV)酞菁(MT-SiPc)、二-[6-(4-三氟甲基)苯并吡喃酮-苯氧基]硅(IV)酞菁(M1SiPc)、二-[7-(4-三氟甲基)苯并吡喃酮-苯氧基]硅(IV)酞菁(M2SiPc)、四-[6-(4-三氟甲基)苯并吡喃酮-苯氧基]锌(II)酞菁(MiZnPc)、四-[7-(4-三氟甲基)苯并吡喃酮-苯氧基]锌(II)酞菁(M2ZnnPc)。酞菁配合物的结构采用用1HNMR、IR、ESI-MS等方法进行了表征。采用紫外可见光谱、稳态和瞬态荧光光谱比较研究了它们的的光物理性质和光化学性质。(2)利用高温热分解的方法合成掺杂镧系金属的上转换纳米晶体NaYF4:Er3+,Yb3+,然后通过四氟硼硝亚离子对上转换纳米晶体表面进行改性制备表面带正电荷的纳米晶体,最后将磺酸铝酞菁(AlPcS4)与上转换纳米晶体通过静电自组装出AlPcS4@NaYF4:Er3+,Yb3+纳米晶体系。采用TEM、SEM、XRD对其形貌进行研究。研究AlPcS4@NaYF4:Er3+,Yb3+纳米晶体系的荧光光谱和荧光成像。AlPcS4@NaYF4:Er3+,Yb3+纳米晶体系内存在能量转移过程,即Yb3+的530 nm处荧光激发Er3+,发射651 nm荧光,Er3＋的荧光连续激发AlPcS4,发出690nm的荧光,同时激活单线态氧。AlPcS4@NaYF4:Er3+,Yb3+纳米晶体在叶酸介导下可以进入Hela细胞。(3)以两亲嵌段共聚物聚乙二醇单甲醚-聚已内酯(MPEG5000-PCL2000)为载体,共溶剂法制备新型负载氟代香豆素取代硅酞菁/上转换纳米晶体NaYF4:Er3+,Yb3+的纳米粒子,纳米粒子呈球形,粒径30nm,流体动力学直径165 nm左右。在980 nm激发,聚合物纳米粒子发生连续荧光能量转移,即NaYF4:Er3+,Yb3+在651 nm连续激发氟代香豆素取代硅酞菁,发出690 nm的荧光,同时激活产生单线态氧。同时发现,连续荧光能量转移激活酞菁产生单线态氧能力与氟代香豆素取代硅酞菁取代基性质有关。这种共溶剂法制备的聚合物纳米粒子有望提高上转换纳米晶与光敏剂之间的能量传递效率和单态氧的产率,这种研究方法也为脂溶性光敏剂与无机纳米粒子结合提供新方法。
【图文】：

０．１．２光敏剂逡逑ＰＤＴ治疗过程主要有三个参数：光敏剂、适当波长的激发光和分子氧，其中光逡逑敏剂是关键Ｍ。其作用机理如图１所示，光敏剂作为能量的载体，，在吸收特定波长逡逑的光子后产生光能，光敏剂从基态ＳＣ跃迁到激发态Ｓｎ，处于激发态的光敏剂通过释逡逑放能量返回第一激发态Ｓ，。处于第一激发态的光敏剂通过荧光辐射的方式释放能量逡逑回到基态ＳＣ。该过程通过能量的传递，将基态三线态氧分子（３０２）转化为单线态氧逡逑－５－逡逑

至今为止全世界己合成或提取的光敏剂约１５０００个，其中有药理学研究报道的光逡逑敏剂只有数百个，而己批准临床应用和临床试验的光敏剂仅有十几个＾１４］。第一代逡逑光敏剂主要是卟啉类化合物。其化合物主要框架如图２所示。而国际上第一个获准逡逑使用的光敏剂是卟啉类衍生物Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ，分别于１９９３年和１９９６年在加拿大和美国逡逑上市。随后与Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ组成相近的Ｐｈｏｔｏｇｅｍ、Ｐｈｏｔｏｓａｎ和Ｈｅｍｐｏｒｆｉｎ（喜泊芬）也逡逑先后分别在中国、俄罗斯和德国上市［１５】。但这类光敏剂存在明显缺点：（】）成分复逡逑杂，它们均是组成不固定的血卟啉衍生物的混合物，所以，产品质量的一致性难以逡逑保证；（２）该光敏剂的最强吸收波长位于４１０邋ｎｍ，和太阳光主福射波长４７５邋ｎｍ相逡逑近，不易代谢，对人体的皮肤有明显的光毒性；（３）治疗时使用的最大吸收波长使逡逑－６－逡逑
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3;TB383.1

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本文编号：2700184