多功能上轉(zhuǎn)換納米探針在腫瘤光學治療中的應用

MultifunctionalUpconversionNanoprobeforphototherapiesofcancer姓名：陳平平日期：2014/11/13簡介上轉(zhuǎn)換發(fā)光是在長波長光的（通常是紅外光）激發(fā)下發(fā)射短波長光（紫外或可見光）的現(xiàn)象,其發(fā)光機理是基于雙光子或多光子過程，也稱為反斯托克斯過程。最早發(fā)現(xiàn)于上世紀六十年代中期（因量子產(chǎn)率極低且當時沒有高能激發(fā)光源未引起注意；之后激光器的廣泛使用引起上轉(zhuǎn)換研究的熱潮）迄今為止，上轉(zhuǎn)換納米材料（UCNPs）主要是指摻雜稀土元素的固體化合物，利用稀土離子存在著豐富的能級結構以及較長的亞穩(wěn)態(tài)壽命特性，可以吸收多個光子和能量轉(zhuǎn)移，將低能量光輻射轉(zhuǎn)化為高能量光輻射，從而可以使人眼看不到的紅外光變?yōu)榭梢姽狻CNPsUCNPsUCNPs組成及其性質(zhì)11.2Yb3+-Er3+上轉(zhuǎn)換熒光機理圖UCNPs312211.3光學性質(zhì)

發(fā)射峰窄光學穩(wěn)定性好壽命長光色可調(diào)：摻雜物種、摻雜比例（濃度）、摻雜位置、基質(zhì)類型、混色方式UCNPs1.4表面修飾具有修飾功能基團的親水UC納米顆粒的制備方法和相應表面分子

其中，硅包覆法因方法成熟、生物相容性好、有大量可以用于連接生物功能分子的官能團而最常用。UCNPs配體加工表面聚合配體吸引雙電層聚集1.5細胞毒性目前細胞體外培養(yǎng)、動物活體實驗均表明稀土摻雜的UCNPs有較好的生物相容性，但仍需進一步研究以確證在Yb/Er摻雜稀土氟化物顆粒納米顆粒濃度為800ug/ml的環(huán)境下培養(yǎng)人類咽炎上皮癌KB細胞20小時后，測得細胞活性沒有根本性的改變UCNPs

基于UCNPs的光能療法光動力學治療光熱力學治療3UCNPs

USNPs光熱治療癌癥3UCNPs實現(xiàn)癌癥治療中靶向診斷、治療、監(jiān)控一體化3.2過程與方法UCNPsFig.6Invivofluorescenceimagingoftumor(indicateswithfalsecolor).Redcolorrepresentsemissionat700nmwhichcomesfromtissueautofluorescence;greencolorrepresentsfluorescencewhichemittedbyICG.Invivo

654nmupconversionfluorescencemonitoringduringthermaltherapy結論與展望稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料具有光化學穩(wěn)定性好、發(fā)射譜帶窄、發(fā)光壽命長、Stokes位移大、生物毒性小、組織穿透能力好、對細胞或生物組織的損傷小、幾乎沒有背景熒光等優(yōu)點，有望成為活體熒光成像的優(yōu)良探針材料．但是對稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料的研究仍存在許多問題需要進一步解決：首先，目前制備稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料的條件都比較苛刻，反應溫度較高、時間較長、制得的納米材料熒光量子產(chǎn)率非常低、并且生物相容性差．因此，獲得粒徑小且均勻、熒光量子產(chǎn)率高、生物相容性好的稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料的制備方法有待改進．其次，開發(fā)多功能的稀土上轉(zhuǎn)換熒光納米材料，使其可以同時用做活體動物熒光成像和磁共振成像的探針材料，實現(xiàn)在細胞水平對活體動物進行整體分析、檢測以及治療等都是未來重要的發(fā)展方向．UCNPs4

腫瘤細胞的惡性生長需要新生血管為其提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)。處于血管生成前期的微小腫瘤病灶可釋放多種血管生成因子,誘導宿主毛細血管內(nèi)皮細胞增殖、遷移和形成新的血管,一旦新生血管長入腫瘤組織,腫瘤細胞的增殖速度將由線性方式轉(zhuǎn)為指數(shù)方式,而且新生血管生成還為腫瘤細胞提供了轉(zhuǎn)移通路;因此,抑制腫瘤誘導的新生血管生成是防治腫瘤的有效策略。研究顯示,新生血管生成過程所依賴的血管內(nèi)皮細胞增殖、遷移和侵襲過程。均受到細胞粘