基于上转换纳米晶光动力治疗纳米载体系统的构建

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1、ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第—所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ７８９５全日制工程硕士学位论文领域：材料工程ｆ作者姓名：侯贝贝指导教师：王》又力畐中受企业导师：张ｇ宁教授天津大学研究生院２０１６年１１月基于上转换纳米晶光动力治疗纳米载体系统的构建ConstructionofUpconversionNanocrystals-BasedNanocarriersforPhotodynamicTherapy工程领域：材料工程作者姓名侯贝贝指导教师王汉杰副教授企业导师张雪宁教授天津大学材料科学与工程学院二零一六年十一月

2、摘要光动力疗法是治疗恶性肿瘤的一种新兴方法，但目前光动力治疗存在治疗药物水溶性差、激发光组织穿透度低等缺陷。纳米药物递送系统的出现为解决光动力治疗药物水溶性差的问题提供了有效的解决方法。在众多的纳米药物载体中，上转换纳米晶是一类可以吸收近红外光并将其转换为紫外或可见光的纳米粒子，可有效提高激发光源的组织穿透深度。鉴于此，本文以上转换纳米晶为基础，通过采用高分子聚合物以及介孔硅对其进行表面修饰，构建出两种用于深部肿瘤光动力治疗的纳米药物递送系统。具体研究内容如下：1.用于光动力治疗的载药上转换聚合物囊泡（ZnPcloaded-UCN@lipid@polymersomeN

3、Ps）的构建及应用。本文用双亲性脂质体谷氨酸十八烷基季铵盐将上转换纳米晶从油相转移到水相。并通过双亲性嵌段聚合物聚苯乙烯-聚丙烯酸自组装形成聚合物囊泡，将上转换纳米粒子和光敏剂包裹在胶束内，从而构建出一种高稳定性、高载药量、多功能化的纳米药物递送系统。实验结果表明，制备的纳米载药微粒粒径均匀、分散性好。在980nm近红外光照射下，能够产生活性氧用于光动力治疗。与此同时，上转换纳米晶发出的荧光还可实现对细胞的荧光成像。此外，该纳米载药粒子在经靶向肽分子RGD修饰后有更高的进胞效率。2.基于上转换纳米晶的光控药物释放体系(Doxloaded-UCNP@mSiO2-(Azo

4、+RB)NPs)的构建及应用。本文以(NaYF4:Yb,Tm)@0.6(NaYF4:Yb,Er)上转换纳米晶为核，介孔二氧化硅为包附基质，孟加拉玫瑰红分子为光敏剂，阿霉素为化疗药物，光敏感小分子偶氮苯为“分子桨”，成功构建出近红外光响应的、可用于共释化疗药物及活性氧的纳米药物递送系统。实验结果证明该纳米载药体系粒径约为70nm，分散性好。在近红外光照射下，上转换纳米晶发出的绿色荧光可以使光敏剂产生活性氧用于光动力治疗，同时发出的紫外/蓝光可以使硅球上所连接的光敏感分子Azo发生光异构化反应，通过分子摆动将介孔硅孔内的化疗药物释放出来，从而实现化疗与光动力治疗的协同治疗

5、。跟单一的化疗及光动力治疗相比，基于该纳米载药粒子的协同治疗对肿瘤细胞杀伤效果显著增强。综上所述，本文以上转换纳米晶为基础，成功构建出两种用于肿瘤荧光成像及治疗的多功能纳米药物递送系统，为上转换纳米晶在肿瘤诊断和治疗领域的应用提供了新方法。关键词：纳米药物递送系统，上转换纳米晶，表面修饰，光动力治疗，协同治疗IABSTRACTPhotodynamictherapy(PDT)isanewmethodforthetreatmentofmalignanttumor.However,traditionalPDTindeeptissueismainlyconstrainedby

6、thepoorsolubilityofphotosensitizersandlimitedtissue-penetrationofexcitationlight.Theemergingofnanodrugdeliverysystem,providesaneffectivewaytosolvetheproblemofpoorsolubilityoftherapeuticdrugs.Amongmostofthenanocarriers,upconversionnanoparticles(UCNs),whichabsorbsthenear-infrared(NIR)ligh

7、tandconvertitintoUVandvisiblelight,caneffectivelyimprovethetissuepenetrationdepthoftheexcitationlight.Herein,basedontheUCNs,bypolymerandmesoporoussilicamodification,twokindsofUCNs-basednanodeliverysystemswereconstructedforPDTtreatmentindeep-tumortherapy.Thedetailsareasfollows:1