负载近红外有机荧光探针的聚多肽纳米粒子在生物成像及光诊疗中的应用
发布时间：2021-11-06 07:03
有机荧光探针在生物成像、医学诊断、光学治疗等方面具有广泛应用,其表现出的各种性质与荧光探针的光物理过程和光化学反应有关。本论文围绕荧光探针在光激活后可能经历的一系列物理化学反应过程,对荧光分子进行结构设计与衍生化,并根据荧光分子所表现出来的特性实现相应的应用。近红外(NIR,600-900 nm)荧光成像具有灵敏度高,检测方便迅速,且对检测体系无干扰等优点,在生物成像领域有着广泛的应用。但有机荧光分子的光漂白特性极大限制了其在某些领域的应用。在本论文第二章,我们首先分析了荧光分子光漂白的路径,发现荧光探针激发三线态(T1)的产生以及随后与溶液基质的能量转移过程或电荷转移反应是引发荧光探针光漂白的重要阶段。基于这一认识,我们利用常见的NIR有机小分子荧光探针Cy5.5,将其与具有分子铰链结构的三线态淬灭剂(NPA)共价键接,合成具有自修复荧光特性的小分子荧光探针(NPA-Cy5.5)。在开放体系下,NPA-Cy5.5在水/有机溶剂的混合液里,表现出了显著增强的光稳定特性。为了增加NPA-Cy5.5的水溶性,将其键接到两亲性的聚多肽上(记为PN),用以进行生物荧光成像。细胞实验表明,PN具...
【文章来源】： 中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：182 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 超稳态荧光探针
1.1.1 光稳定性机理
1.1.2 提高探针光稳定性的方法
1.1.2.1 除氧法
1.1.2.2 溶液添加剂法
1.1.2.3 自修复法
1.1.3 前景展望
1.2 NIR-Ⅱ荧光成像
1.2.1 NIR-Ⅱ荧光探针
1.2.1.1 单臂碳纳米管
1.2.1.2 量子点
1.2.1.3 稀土掺杂纳米粒子
1.2.1.4 有机荧光探针
1.2.1.5 可用于NIR-Ⅱ成像的NIR-Ⅰ探针
1.2.2 NIR-Ⅱ荧光成像的应用
1.2.3 NIR-Ⅱ的发展前景
1.3 光热治疗（PTT）
1.3.1 光热治疗的原理
1.3.2 光热治疗的要素
1.3.2.1 光热试剂
1.3.2.2 光源选择
1.3.3 PTT的发展前景
1.4 光动力治疗（PDT）
1.4.1 光动力治疗的原理
1.4.2 光动力治疗的三要素
1.4.2.1 光敏剂（PS）
1.4.2.2 激发光源
1.4.2.3 氧气
1.4.3 PDT发展前景
1.5 聚合物载药体系
1.6 本课题的提出
参考文献
第二章 聚多肽负载自修复有机荧光探针的合成及在生物成像中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.1.1 主要试剂
2.2.1.2 主要试剂
2.2.2 化合物的合成与表征
2.2.2.1 小分子荧光探针的合成
2.2.2.2 两亲聚合物合成及大分子荧光染料的合成与表征
2.2.3 样品制备及表征
2.2.3.1 紫外可见吸收谱与荧光光谱检测
2.2.3.2 荧光量子产率测试
2.2.3.3 光漂白以及光稳定性
2.2.3.4 细胞实验
2.2.3.5 细胞毒性分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 Cy5.5及NPA-Cy5.5的合成与光物理性质
2.3.2 PC/PN汲PC0.05/PN0.05的合成与表征
2.3.3 Cy5.5及NPA-Cy5.5在溶液中的光漂白特性
2.3.4 Cy5.5和NPA-Cy5.5在活细胞成像中的光漂白
2.3.5 PC/PN和PC0.05/PN0.05在活细胞成像中的光稳定测试
2.3.6 细胞毒性测试
2.4 本章小结
参考文献
第三章 聚多肽负载的近红外二区有机荧光探针用于成像引导的肿瘤光热治疗
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.1.1 主要试剂
3.2.1.2 主要仪器
3.2.2 化合物的合成与表征
3.2.2.1 小分子荧光探针的合成
3.2.2.2 聚合物荧光探针的合成（PF）
3.2.3 样品制备与表征
3.2.3.1 PF胶束的制备
3.2.3.2 吸收与发射谱
3.2.3.3 近红外二区荧光量子产率
3.2.3.4 探针的光热性质及光稳定性检测
3.2.3.5 光热转换系数的测定
3.2.3.6 细胞培养以及细胞毒性分析
3.2.3.7 实验动物及肿瘤模型建立
3.2.3.8 小鼠体内NIR-Ⅱ生物成像及PF在肿瘤的富集
3.2.3.9 活体红外热成像及光热治疗
3.3 结果与讨论
3.3.1 FS以及PF的合成与表征
3.3.2 PF的光热性质及光热稳定性
3.3.3 PF在体外的细胞毒性测试
3.3.4 活体NIR-Ⅱ荧光成像
3.3.5 体内红外热成像及光热治疗
3.4 本章小结
参考文献
第四章 基于BODIPY纳米试剂用于NIR-Ⅱ荧光成像引导的光热/光动力协同诊疗
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.1.1 主要试剂
4.2.1.2 主要仪器
4.2.2 合成与表征
4.2.2.1 小分子探针的合成
4.2.2.2 包裹BDP-4Br胶束的制备（P@BDP）
4.2.2.3 吸收与发射光谱测试
4.2.2.4 绝对荧光量子产率测试
4.2.2.5 体外荧光成像
4.2.2.6 溶液中单线态氧的检测
4.2.2.7 光热效应及光稳定性测试
4.2.2.8 细胞培养与细胞摄取
4.2.2.9 细胞内ROS检测
4.2.2.10 细胞层面协同PTT/PDT
4.2.2.11 活死细胞染色实验
4.2.2.12 肿瘤模型与血管高分辨NIR-Ⅱ荧光成像
4.2.2.13 NIR-Ⅱ活体成像以及P@BDP体内分布
4.2.2.14 体内光热成像以及PTT/PDT协同治疗
4.3 结果与讨论
4.3.1 BDP-4Br的合成与表征
4.3.2 P@BDP在溶液中的光热性能
4.3.3 BDP-4Br在溶液中ROS的产生能力
4.3.4 细胞内ROS的产生
4.3.5 细胞对P@BDP的摄取
4.3.6 细胞毒性测试
4.3.7 活死细胞染色
4.3.8 NIR-Ⅱ荧光成像以及P@BDP在体内的分布和肿瘤富集
4.3.9 活体红外光热成像
4.3.10 协同的PTT/PDT治疗
4.4 本章小结
参考文献
总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机高分子纳米光热剂在体内疾病诊疗中的应用（英文） [J]. 欧翰林,李军,陈超,高贺麒,薛雪,丁丹. Science China Materials. 2019(11)
[2]NIR-II ?uorescence in vivo confocal microscopy with aggregation-induced emission dots [J]. Wenbin Yu,Bing Guo,Hequn Zhang,Jing Zhou,Xiaoming Yu,Liang Zhu,Dingwei Xue,Wen Liu,Xianhe Sun,Jun Qian. Science Bulletin. 2019(06)
本文编号：3479403
【文章来源】： 中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：182 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 超稳态荧光探针
1.1.1 光稳定性机理
1.1.2 提高探针光稳定性的方法
1.1.2.1 除氧法
1.1.2.2 溶液添加剂法
1.1.2.3 自修复法
1.1.3 前景展望
1.2 NIR-Ⅱ荧光成像
1.2.1 NIR-Ⅱ荧光探针
1.2.1.1 单臂碳纳米管
1.2.1.2 量子点
1.2.1.3 稀土掺杂纳米粒子
1.2.1.4 有机荧光探针
1.2.1.5 可用于NIR-Ⅱ成像的NIR-Ⅰ探针
1.2.2 NIR-Ⅱ荧光成像的应用
1.2.3 NIR-Ⅱ的发展前景
1.3 光热治疗（PTT）
1.3.1 光热治疗的原理
1.3.2 光热治疗的要素
1.3.2.1 光热试剂
1.3.2.2 光源选择
1.3.3 PTT的发展前景
1.4 光动力治疗（PDT）
1.4.1 光动力治疗的原理
1.4.2 光动力治疗的三要素
1.4.2.1 光敏剂（PS）
1.4.2.2 激发光源
1.4.2.3 氧气
1.4.3 PDT发展前景
1.5 聚合物载药体系
1.6 本课题的提出
参考文献
第二章 聚多肽负载自修复有机荧光探针的合成及在生物成像中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与仪器
2.2.1.1 主要试剂
2.2.1.2 主要试剂
2.2.2 化合物的合成与表征
2.2.2.1 小分子荧光探针的合成
2.2.2.2 两亲聚合物合成及大分子荧光染料的合成与表征
2.2.3 样品制备及表征
2.2.3.1 紫外可见吸收谱与荧光光谱检测
2.2.3.2 荧光量子产率测试
2.2.3.3 光漂白以及光稳定性
2.2.3.4 细胞实验
2.2.3.5 细胞毒性分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 Cy5.5及NPA-Cy5.5的合成与光物理性质
2.3.2 PC/PN汲PC0.05/PN0.05的合成与表征
2.3.3 Cy5.5及NPA-Cy5.5在溶液中的光漂白特性
2.3.4 Cy5.5和NPA-Cy5.5在活细胞成像中的光漂白
2.3.5 PC/PN和PC0.05/PN0.05在活细胞成像中的光稳定测试
2.3.6 细胞毒性测试
2.4 本章小结
参考文献
第三章 聚多肽负载的近红外二区有机荧光探针用于成像引导的肿瘤光热治疗
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与仪器
3.2.1.1 主要试剂
3.2.1.2 主要仪器
3.2.2 化合物的合成与表征
3.2.2.1 小分子荧光探针的合成
3.2.2.2 聚合物荧光探针的合成（PF）
3.2.3 样品制备与表征
3.2.3.1 PF胶束的制备
3.2.3.2 吸收与发射谱
3.2.3.3 近红外二区荧光量子产率
3.2.3.4 探针的光热性质及光稳定性检测
3.2.3.5 光热转换系数的测定
3.2.3.6 细胞培养以及细胞毒性分析
3.2.3.7 实验动物及肿瘤模型建立
3.2.3.8 小鼠体内NIR-Ⅱ生物成像及PF在肿瘤的富集
3.2.3.9 活体红外热成像及光热治疗
3.3 结果与讨论
3.3.1 FS以及PF的合成与表征
3.3.2 PF的光热性质及光热稳定性
3.3.3 PF在体外的细胞毒性测试
3.3.4 活体NIR-Ⅱ荧光成像
3.3.5 体内红外热成像及光热治疗
3.4 本章小结
参考文献
第四章 基于BODIPY纳米试剂用于NIR-Ⅱ荧光成像引导的光热/光动力协同诊疗
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与仪器
4.2.1.1 主要试剂
4.2.1.2 主要仪器
4.2.2 合成与表征
4.2.2.1 小分子探针的合成
4.2.2.2 包裹BDP-4Br胶束的制备（P@BDP）
4.2.2.3 吸收与发射光谱测试
4.2.2.4 绝对荧光量子产率测试
4.2.2.5 体外荧光成像
4.2.2.6 溶液中单线态氧的检测
4.2.2.7 光热效应及光稳定性测试
4.2.2.8 细胞培养与细胞摄取
4.2.2.9 细胞内ROS检测
4.2.2.10 细胞层面协同PTT/PDT
4.2.2.11 活死细胞染色实验
4.2.2.12 肿瘤模型与血管高分辨NIR-Ⅱ荧光成像
4.2.2.13 NIR-Ⅱ活体成像以及P@BDP体内分布
4.2.2.14 体内光热成像以及PTT/PDT协同治疗
4.3 结果与讨论
4.3.1 BDP-4Br的合成与表征
4.3.2 P@BDP在溶液中的光热性能
4.3.3 BDP-4Br在溶液中ROS的产生能力
4.3.4 细胞内ROS的产生
4.3.5 细胞对P@BDP的摄取
4.3.6 细胞毒性测试
4.3.7 活死细胞染色
4.3.8 NIR-Ⅱ荧光成像以及P@BDP在体内的分布和肿瘤富集
4.3.9 活体红外光热成像
4.3.10 协同的PTT/PDT治疗
4.4 本章小结
参考文献
总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机高分子纳米光热剂在体内疾病诊疗中的应用（英文） [J]. 欧翰林,李军,陈超,高贺麒,薛雪,丁丹. Science China Materials. 2019(11)
[2]NIR-II ?uorescence in vivo confocal microscopy with aggregation-induced emission dots [J]. Wenbin Yu,Bing Guo,Hequn Zhang,Jing Zhou,Xiaoming Yu,Liang Zhu,Dingwei Xue,Wen Liu,Xianhe Sun,Jun Qian. Science Bulletin. 2019(06)
本文编号：3479403
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3479403.html
