共轭聚合物近红外二区光诊疗剂的制备及肿瘤成像与治疗应用
发布时间：2021-08-29 22:29
近红外二区（NIR-Ⅱ,1000-1700 nm）荧光成像及NIR-Ⅱ光热治疗已经成为分子成像、化学生物学和材料化学领域一个新兴研究领域。由于在此区域生物组织能够减少光的散射及吸收和可忽略的组织自发荧光,NIR-Ⅱ荧光成像可提供高分辨率、高信噪比和深层组织的活体成像。然而,目前大多数NIR-Ⅱ荧光成像是由808 nm激光激发来实现的,与1064 nm激光相比,其组织穿透深度略逊一筹。因此,利用1064 nm激光激发进行NIR-Ⅱ荧光成像和NIR-Ⅱ光热治疗能够进一步提高成像分辨率、信噪比和提高深部组织肿瘤的治疗效果。本论文合成了方酸聚合物纳米颗粒（PSQPNs）,实现了1064 nm激光激发的NIR-Ⅱa精确荧光成像指导下的NIR-Ⅱ光热治疗。此外还以BDT（乙基戊基噻吩苯并二噻吩三丁基锡）为供体,设计合成了三种不同受体的共轭聚合物,探究受体对共轭聚合物的吸收、NIR-Ⅱ荧光的影响。本文的具体研究如下:1、方酸聚合物纳米粒子的制备及1064 nm激光激发的NIR-Ⅱa（1300-1400 nm）荧光成像指导的光热治疗:以对苯双吡咯（BP）作为电子供体,3,4-二羟基-3-环丁烯-1,2...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a）C18-PMH-mPEG包覆SWCNTs形成水溶性结构的示意图及其在808nm激发下的荧光光谱图[19];b）磷脂聚乙二醇取代胆酸涂覆在SWCNTs表面形成生物相容性结构的示意图[20]
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论3量子点（QDs）具有高的抗光漂白性、可调的带隙和大的多光子吸收截面，可以作为多功能NIR-II荧光成像造影剂，目前报道的QDs型NIR-II荧光成像造影剂的荧光量子产率最高可达15.5%[23]。戴宏杰课题组[23]报道了一种新型的硫化银（Ag2S）QDs作为NIR-II荧光成像造影剂并用于全身的血液流动及异种移植瘤的荧光成像（图1.2a）。尾静脉注射后的前三秒，QDs首先在心脏和肺内循环充氧，其次是其他器官的全身循环。特别有趣的是造影剂的NIR-II荧光成像可以清晰的区分出肺循环和体循环。同时，NIR-II荧光信号从大约15s开始在肿瘤区域出现并持续增加（图1.2b）。图1.2a）Ag2SQDs的发射的原理图；b）基于主成分分析（PCA）的NIR-II荧光和动态对比增强图像[23]1.2.2有机小分子NIR-II荧光成像造影剂小分子染料（SMDs）由于可以快速地从体内排出，被认为在临床应用方面具有极大的潜力和吸引力。如图1.3，戴宏杰课题组[24]在2015年以（苯偶氮二苯）二苯甲醛为供体，二溴二硝基苯并噻唑[c]为受体，成功开发了具有供体-受体-供体（D-A-D）结构的小分子CH1055。为了进一步提高水溶性，将CH1055的羧酸基团通过PEG-NH2进行PEG化得到CH1055-PEG，CH1055-PEG的吸收主峰在750nm，在808nm激光激发下的发射主峰在1055nm。CH1055-PEG的量子产率与大多数NIR-II纳米材料相当，包括最常用的碳纳米管NIR-II荧光造影剂，而且穿透深度能达到4mm，信噪比（SBR）为15，因此CH1055-PEG非常适合用于体内成像。自此，D-A-D结构的小分子染料受到了广泛的关注。戴宏杰课题组在随后的几年通过调整供受体结构又开发出几种类型的D-A-D结构的小分子NIR-II荧光造影剂IR-E1[25]，IR-FE[14]，IR-FGP[26]，IR-FTXs[37]等，并且将CH1055与促卵泡激素?
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论42017年，戴宏杰、洪学传、程震[29]等人将CH1055中的羧酸基团转变为磺酸，制备了一种完全水溶性的NIR-II荧光成像造影剂CH-4T，这种染料很容易与血浆蛋白形成超分子组装，从而显著提高荧光强度[30]。另外，程震[31]课题组在2016年，在D-A-D结构中加入噻吩设计合成了一系列与CH1055的核心结构不同的新型NIR-II荧光成像造影剂（Q1，Q2，Q3，Q4），验证了Q4NPs可以用于脑瘤血管的NIR-II荧光成像。后期又将Q1封装进磷脂囊泡，制备了CQS1000[32]，验证了其可以用于NIR-II荧光成像。除此以外，洪学传和程震课题组[33]在2017年同样以BBTD为供体，以氨基二羟基芴作为电子受体，制备了一种荧光强度信号优于Q4的造影剂H1。从这些研究中可以发现，D-A-D结构是使小分子有机染料获得1000nm以上发射波长的关键。图1.3CH1055的结构及CH1055-PEG的一步合成过程[24]除了D-A-D结构的有机NIR-II荧光成像造影剂外，还有基于染料的小分子荧光成像造影剂也被开发出来用于NIR-II荧光成像。NIR-II荧光成像的组织穿透深度一般取决于激发光和发射光的吸收和散射，与808nm至980nm的NIR激发相比，1064nm激发的NIR-II荧光成像具有较高的组织穿透深度和成像分辨率[34]。张凡课题组[35]在2018年成功合成了一个小分子荧光成像造影剂FD-1080（图1.4），该造影剂的最大吸收峰在1064nm，在1064nm激光激发下的最大发射波长为1080nm。FD-1080的量子产率为0.31%，与胎牛血清（FBS）结合形成FD-1080-FBS复合物后可提高到5.94%。FD-1080-FBS不仅实现了左后肢血管、腹部和脑血管的深度组织和高分辨率活体成像，允许穿透完整的皮肤、组织和颅骨，而且可以根据清醒和麻醉小鼠的呼吸颅尾运动的动态成像来量化呼吸速率。
本文编号：3371488
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a）C18-PMH-mPEG包覆SWCNTs形成水溶性结构的示意图及其在808nm激发下的荧光光谱图[19];b）磷脂聚乙二醇取代胆酸涂覆在SWCNTs表面形成生物相容性结构的示意图[20]
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论3量子点（QDs）具有高的抗光漂白性、可调的带隙和大的多光子吸收截面，可以作为多功能NIR-II荧光成像造影剂，目前报道的QDs型NIR-II荧光成像造影剂的荧光量子产率最高可达15.5%[23]。戴宏杰课题组[23]报道了一种新型的硫化银（Ag2S）QDs作为NIR-II荧光成像造影剂并用于全身的血液流动及异种移植瘤的荧光成像（图1.2a）。尾静脉注射后的前三秒，QDs首先在心脏和肺内循环充氧，其次是其他器官的全身循环。特别有趣的是造影剂的NIR-II荧光成像可以清晰的区分出肺循环和体循环。同时，NIR-II荧光信号从大约15s开始在肿瘤区域出现并持续增加（图1.2b）。图1.2a）Ag2SQDs的发射的原理图；b）基于主成分分析（PCA）的NIR-II荧光和动态对比增强图像[23]1.2.2有机小分子NIR-II荧光成像造影剂小分子染料（SMDs）由于可以快速地从体内排出，被认为在临床应用方面具有极大的潜力和吸引力。如图1.3，戴宏杰课题组[24]在2015年以（苯偶氮二苯）二苯甲醛为供体，二溴二硝基苯并噻唑[c]为受体，成功开发了具有供体-受体-供体（D-A-D）结构的小分子CH1055。为了进一步提高水溶性，将CH1055的羧酸基团通过PEG-NH2进行PEG化得到CH1055-PEG，CH1055-PEG的吸收主峰在750nm，在808nm激光激发下的发射主峰在1055nm。CH1055-PEG的量子产率与大多数NIR-II纳米材料相当，包括最常用的碳纳米管NIR-II荧光造影剂，而且穿透深度能达到4mm，信噪比（SBR）为15，因此CH1055-PEG非常适合用于体内成像。自此，D-A-D结构的小分子染料受到了广泛的关注。戴宏杰课题组在随后的几年通过调整供受体结构又开发出几种类型的D-A-D结构的小分子NIR-II荧光造影剂IR-E1[25]，IR-FE[14]，IR-FGP[26]，IR-FTXs[37]等，并且将CH1055与促卵泡激素?
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论42017年，戴宏杰、洪学传、程震[29]等人将CH1055中的羧酸基团转变为磺酸，制备了一种完全水溶性的NIR-II荧光成像造影剂CH-4T，这种染料很容易与血浆蛋白形成超分子组装，从而显著提高荧光强度[30]。另外，程震[31]课题组在2016年，在D-A-D结构中加入噻吩设计合成了一系列与CH1055的核心结构不同的新型NIR-II荧光成像造影剂（Q1，Q2，Q3，Q4），验证了Q4NPs可以用于脑瘤血管的NIR-II荧光成像。后期又将Q1封装进磷脂囊泡，制备了CQS1000[32]，验证了其可以用于NIR-II荧光成像。除此以外，洪学传和程震课题组[33]在2017年同样以BBTD为供体，以氨基二羟基芴作为电子受体，制备了一种荧光强度信号优于Q4的造影剂H1。从这些研究中可以发现，D-A-D结构是使小分子有机染料获得1000nm以上发射波长的关键。图1.3CH1055的结构及CH1055-PEG的一步合成过程[24]除了D-A-D结构的有机NIR-II荧光成像造影剂外，还有基于染料的小分子荧光成像造影剂也被开发出来用于NIR-II荧光成像。NIR-II荧光成像的组织穿透深度一般取决于激发光和发射光的吸收和散射，与808nm至980nm的NIR激发相比，1064nm激发的NIR-II荧光成像具有较高的组织穿透深度和成像分辨率[34]。张凡课题组[35]在2018年成功合成了一个小分子荧光成像造影剂FD-1080（图1.4），该造影剂的最大吸收峰在1064nm，在1064nm激光激发下的最大发射波长为1080nm。FD-1080的量子产率为0.31%，与胎牛血清（FBS）结合形成FD-1080-FBS复合物后可提高到5.94%。FD-1080-FBS不仅实现了左后肢血管、腹部和脑血管的深度组织和高分辨率活体成像，允许穿透完整的皮肤、组织和颅骨，而且可以根据清醒和麻醉小鼠的呼吸颅尾运动的动态成像来量化呼吸速率。
本文编号：3371488
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