新型共轭分子的制备及在肿瘤成像和治疗中的应用
发布时间：2023-04-28 19:08
有机共轭分子是一类具有优异的光、热稳定性,强吸收能力并易于调控光学性质的半导体材料。现已被广泛用于半导体发光二极管、太阳能电池等光电转化材料。近年来这种分子也被研究者作为显影探针用于非侵入性的医学光学成像中。此外,有机共轭分子探针本身可实现多种成像及治疗效果且具备多功能化修饰便捷的特点。研究者们基于此开发出了一系列诊疗一体化纳米平台,实现了对肿瘤的精确成像和治疗。但是现有的有机共轭分子光学探针的精确度及病灶处的信号强度均不够理想,有待进一步加强。在本文中我们针对具有更大穿透深度、更高精准度、更高分辨率的近红外光声、荧光成像技术展开工作。本文从高分子结构的设计与激活响应性出发,开发了一种肿瘤部位特异性点亮的响应型探针,并通过调整配置新的电子供体和受体组合设计合成了一种具有强NIR-II光声信号的共轭聚合物,最后引入新型荧光增强共轭聚合物设计的思路开发了一种具有高NIR-II荧光成像能力的共轭分子影像探针。本工作的开展提高了光学成像探针在生物医学成像应用中的亮度、精准度和分辨率。具体的研究如下:1、“Turn-on”型光声诊疗探针的设计及诊疗一体化应用本工作基于可在肿瘤细胞内高表达的谷胱甘...
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光学成像简介
1.2.1 常见的光学诊断手段
1.3 光声成像简介
1.3.1 常见的光声诊断手段
1.3.2 基于半导体共轭聚合物分子开发的光声材料
1.3.3 基于苝酰亚胺共轭小分子开发的光声材料
1.4 NIR-II光声成像简介
1.4.1 常见的NIR-II光声成像材料
1.5 NIR-II荧光成像简介
1.5.1 常见的NIR-II荧光成像材料
1.6 本论文的设计思路
1.7 参考文献
第二章 “Turn-on”型光声诊疗探针的设计及诊疗一体化应用
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验用的原材料
2.2.2 药物载体的合成过程
2.2.3 水溶性载药纳米粒子的制备过程
2.2.4 材料及纳米粒子的基本表征
2.2.5 体外材料光声性能测试
2.2.6 体外纳米载体的谷胱甘肽(GSH)响应过程及药物释放过程监测
2.2.7 细胞及细胞培养
2.2.8 动物及动物饲养
2.2.9 细胞的光热-化疗治疗效果检测
2.2.10 活体小动物的肿瘤成像及治疗实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 PDI-ss-PEG的合成及材料的基本表征
2.3.2 PDI-ss-PEG粒子的制备及基本表征
2.3.3 PDI-ss-PEG粒子的光声性能及GSH响应后的光声增强性能
2.3.4 PDI-ss-PEG@DOX纳米粒子的载药效率及药物释放过程监测
2.3.5 细胞光热-药物治疗效率
2.3.6 活体成像及治疗效果验证
2.4 本章小结
2.5 参考文献
第三章 NIR-II光声成像/光热治疗共轭聚合物探针的开发
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验用的材料
3.2.2 三种共轭聚合物的合成过程
3.2.3 共轭聚合物纳米粒子的制备
3.2.4 基本性能的表征
3.2.5 细胞及细胞培养
3.2.6 动物模型
3.2.7 共轭聚合物纳米粒子(SPNs)的光热性能
3.2.8 体外深层光热性能的对比
3.2.9 细胞毒性实验
3.2.10 细胞凋亡测试
3.2.11 材料的活体安全性评估
3.2.12 材料的活体安全性评估
3.2.13 小动物NIR-II光声成像实验及光热治疗
3.3 结果与讨论
3.3.1 双受体共轭聚合物的合成与基本表征
3.3.2 共轭聚合物水溶性纳米粒子(SPNs1-3)的制备与基本表征
3.3.3 SPNs1-3光热性能对比
3.3.4 SPNs2和SPNs3的NIR-II光声性能对比
3.3.5 SPNs3的生物安全性评价
3.3.6 SPNs3 在细胞层面的NIR-II光热治疗效果评价
3.3.7 SPNs3对小鼠肿瘤的活体光声成像追踪
3.3.8 SPNs3的活体NIR-II光热治疗效果
3.4 本章小结
3.5 参考文献
第四章 高亮度NIR-II荧光成像的醌式聚合物的制备及生物应用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 材料合成方法
4.2.3 纳米粒子(CPs)的制备
4.2.4 材料的基本表征实验
4.2.5 荧光量子效率的计算
4.2.6 NIR-II荧光活体成像仪的构建与设置
4.2.7 细胞培养
4.2.8 动物模型
4.2.9 材料的生物毒性测试
4.2.10 材料的药物代谢动力学监测
4.2.11 NIR-II细胞成像及长期体内癌细胞生长监测
4.2.12 体内血液系统成像及NIR-I和 NIR-II成像分辨率比较
4.2.13 体内淋巴引流及淋巴结成像
4.2.14 皮下移植瘤成像及NIR-II荧光引导的手术切除
4.2.15 深层原位舌癌成像
4.2.16 风湿性关节炎成像
4.3 结果与讨论
4.3.1 醌式聚合物的合成与基本结构表征
4.3.2 醌式聚合物的光物理性质对比
4.3.3 水溶性纳米粒子的制备及大小、形貌表征
4.3.4 水溶性纳米粒子的光物理性质对比
4.3.5 TT-3T CPs的生物毒性
4.3.6 TT-3T CPs的体内细胞生长追踪
4.3.7 TT-3T CPs的血管系统成像
4.3.8 TT-3T CPs的淋巴系统成像
4.3.9 TT-3T CPs的皮下移植瘤成像及NIR-II荧光引导的肿瘤手术切除
4.3.10 TT-3T CPs深层原位舌癌成像
4.3.11 TT-3T CPs风湿性关节炎成像
4.4 本章小结
4.5 参考文献
第五章 总结与展望
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3804299
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【学位级别】：博士
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光学成像简介
1.2.1 常见的光学诊断手段
1.3 光声成像简介
1.3.1 常见的光声诊断手段
1.3.2 基于半导体共轭聚合物分子开发的光声材料
1.3.3 基于苝酰亚胺共轭小分子开发的光声材料
1.4 NIR-II光声成像简介
1.4.1 常见的NIR-II光声成像材料
1.5 NIR-II荧光成像简介
1.5.1 常见的NIR-II荧光成像材料
1.6 本论文的设计思路
1.7 参考文献
第二章 “Turn-on”型光声诊疗探针的设计及诊疗一体化应用
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验用的原材料
2.2.2 药物载体的合成过程
2.2.3 水溶性载药纳米粒子的制备过程
2.2.4 材料及纳米粒子的基本表征
2.2.5 体外材料光声性能测试
2.2.6 体外纳米载体的谷胱甘肽(GSH)响应过程及药物释放过程监测
2.2.7 细胞及细胞培养
2.2.8 动物及动物饲养
2.2.9 细胞的光热-化疗治疗效果检测
2.2.10 活体小动物的肿瘤成像及治疗实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 PDI-ss-PEG的合成及材料的基本表征
2.3.2 PDI-ss-PEG粒子的制备及基本表征
2.3.3 PDI-ss-PEG粒子的光声性能及GSH响应后的光声增强性能
2.3.4 PDI-ss-PEG@DOX纳米粒子的载药效率及药物释放过程监测
2.3.5 细胞光热-药物治疗效率
2.3.6 活体成像及治疗效果验证
2.4 本章小结
2.5 参考文献
第三章 NIR-II光声成像/光热治疗共轭聚合物探针的开发
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验用的材料
3.2.2 三种共轭聚合物的合成过程
3.2.3 共轭聚合物纳米粒子的制备
3.2.4 基本性能的表征
3.2.5 细胞及细胞培养
3.2.6 动物模型
3.2.7 共轭聚合物纳米粒子(SPNs)的光热性能
3.2.8 体外深层光热性能的对比
3.2.9 细胞毒性实验
3.2.10 细胞凋亡测试
3.2.11 材料的活体安全性评估
3.2.12 材料的活体安全性评估
3.2.13 小动物NIR-II光声成像实验及光热治疗
3.3 结果与讨论
3.3.1 双受体共轭聚合物的合成与基本表征
3.3.2 共轭聚合物水溶性纳米粒子(SPNs1-3)的制备与基本表征
3.3.3 SPNs1-3光热性能对比
3.3.4 SPNs2和SPNs3的NIR-II光声性能对比
3.3.5 SPNs3的生物安全性评价
3.3.6 SPNs3 在细胞层面的NIR-II光热治疗效果评价
3.3.7 SPNs3对小鼠肿瘤的活体光声成像追踪
3.3.8 SPNs3的活体NIR-II光热治疗效果
3.4 本章小结
3.5 参考文献
第四章 高亮度NIR-II荧光成像的醌式聚合物的制备及生物应用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 材料合成方法
4.2.3 纳米粒子(CPs)的制备
4.2.4 材料的基本表征实验
4.2.5 荧光量子效率的计算
4.2.6 NIR-II荧光活体成像仪的构建与设置
4.2.7 细胞培养
4.2.8 动物模型
4.2.9 材料的生物毒性测试
4.2.10 材料的药物代谢动力学监测
4.2.11 NIR-II细胞成像及长期体内癌细胞生长监测
4.2.12 体内血液系统成像及NIR-I和 NIR-II成像分辨率比较
4.2.13 体内淋巴引流及淋巴结成像
4.2.14 皮下移植瘤成像及NIR-II荧光引导的手术切除
4.2.15 深层原位舌癌成像
4.2.16 风湿性关节炎成像
4.3 结果与讨论
4.3.1 醌式聚合物的合成与基本结构表征
4.3.2 醌式聚合物的光物理性质对比
4.3.3 水溶性纳米粒子的制备及大小、形貌表征
4.3.4 水溶性纳米粒子的光物理性质对比
4.3.5 TT-3T CPs的生物毒性
4.3.6 TT-3T CPs的体内细胞生长追踪
4.3.7 TT-3T CPs的血管系统成像
4.3.8 TT-3T CPs的淋巴系统成像
4.3.9 TT-3T CPs的皮下移植瘤成像及NIR-II荧光引导的肿瘤手术切除
4.3.10 TT-3T CPs深层原位舌癌成像
4.3.11 TT-3T CPs风湿性关节炎成像
4.4 本章小结
4.5 参考文献
第五章 总结与展望
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3804299
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