近红外纳米光敏剂的合成和对肿瘤细胞的杀伤研究
临床医学中，光敏剂被用来通过光照治疗多种疾病。但是光敏剂激发需要波长短、能量高的光子。而短波长的光在组织中的传输有限，极大限制了光动力疗法的效果和应用。长波长的近红外光能够实现更深的生物组织传输，但其光子能量较低又不能实现光敏剂的激发。本课题先利用溶剂热法合成能吸收波长980 nm、粒径50 nm的高效上转换的纳米粒子，然后利用HSA 包裹该纳米粒子，接着在上面物理吸附光敏剂PPa，最终合成出可近红外激发的纳米光敏剂。我们研究了该纳米光敏剂双光子吸收的发光光谱，近红外光照下活性氧的产生，并且分析了纳米光敏剂对肿瘤细胞的杀伤效果。实验结果显示合成的纳米光敏剂对于肿瘤细胞的杀伤具有很强的杀伤能力，可以实现基于近红外的光敏剂激发，本研究为高效的深层组织的光动力治疗打下了基础。关键词 近红外光，上转换纳米粒子，生物检测，光动力疗法
目录
1 绪论 1
1.1 光敏剂 1
1.2 纳米光敏剂的特点 1
1.3 光动力（PHTODYNAMIC THERAPY, PDT） 3
1.4 纳米光敏剂的制备 5
2 实验方法 9
2.1 纳米粒子的合成 9
2.2 纳米粒子包裹 11
2.3 检测纳米粒子的发光 11
2.4 检测纳米粒子的光敏特性，活性氧产生 11
2.5 检测纳米粒子对肿瘤细胞的毒性（CCK8） 12
3 结果和讨论 12
3.1 包裹后的纳米粒子 12
3.2 纳米粒子的发光光谱 12
3.3 纳米粒子的光敏特性，活性氧产生 13
3.4 纳米粒子对肿瘤细胞的杀伤 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
绪论
光敏剂
光敏剂（photosensitizer），别名又叫做增感剂，敏化剂。光敏剂在光化学反应中，在被光线照射的情况下，吸收了光子后将能量传递给了本身并不能吸收光子的分子，从而可以促进其发生化学反应，但是光敏剂本身却并不参与化学反应，在反应结束后会恢复到一开始的状态，这类由于光敏剂的作用而发生的化学反应称为光敏反应。光敏剂的研究对于光动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
力治疗有着很重要的作用。
光敏剂有很多种不同的分类方式，如果按照时间来分的话可以分为为：第一代的卟啉类, 第二代(改正了第一代光敏剂的一部分缺点) 的改性卟啉类以及酞菁类等，第三代为，在原有光敏剂骨架中引入功能性基团从而提高其生物相容性及靶向性的新一代光敏剂。
纳米光敏剂的特点
纳米光敏剂如果拿来与常规光敏剂作比较的话，纳米光敏剂的催化的效率很高，颗粒也常规光敏剂比小，吸附的性能强，比表面积大，反应活性在表面比较高，如果把纳米光敏剂制作成导向性药物，还可以靶向将药物输送至需要治疗的器官。以下几个方面可以具体体现：
杀伤肿瘤细胞是纳米粒子本身就具有的功能
在交变磁场内具有一定磁性的纳米粒子有定向性[1]。与此同时纳米粒子还能够缓慢的升高温度，取得热疗的效果（在人体内，肿瘤细胞对于高温的耐受性要低于正常的细胞），而且在组织中纳米粒子的渗透性随着温度的升高而得到促进的作用，纳米粒子在肿瘤部位的浓度也会随着温度升高而变高[2]。
纳米光敏剂的亲水性及生物利用度提高
到现在为止，用光敏剂制配的药物配方绝大多数需经非消化道给药，因为大多数的光敏剂在生理条件下通常会与水相互排斥从而聚集成一团。另一方面，肿瘤细胞中光敏剂的聚集行为会呈现自然选择性，因此在肿瘤细胞的临床治疗中药物含量较低。所以可以提高亲水性和生物利用度来改善这些不足，比如将药物通过一定手段达到纳米级，在生物组织中不溶的药物转变成稳定的纳米颗粒，使其与病变部位的结合程度提高。研究人员在印度发现，匙羹藤酸类化合物是一种不溶于水的物质，当它被制备成纳米颗粒后，肠道对于药物的吸收程度得以提升。因此在草药匙羹藤（gymnemnsylvestre）中提取出匙羹藤酸类物质，将其制备成纳米化合物，可以发现药物在人体中的含量和循环速度会大大提高[3]。
纳米光敏剂能够提高光动力疗效
研究人员合成出了超支化聚醚酯 二氢卟酚 ce6 纳米光敏剂[4]，合成方法是将超支化聚醚酯（HPEE）作为纳米载体，通过化学合成与光敏剂二氢卟酚 ce6反应。并比较了该纳米光敏剂与游离状态下的光敏剂ce6 在光动力疗法中对于肿瘤细胞的的杀伤效果，研究得出纳米光敏剂比普通游离光敏剂 ce6对 CAL27 细胞的光动力杀伤效果有很明显的优势。之后又有人比较了普通游离态光敏剂 profrinⅡ与纳米化之后的纳米光敏剂在临床上对结肠癌杀伤程度[5]，得到的结果是，相比普通游离态光敏剂profrinⅡ，纳米光敏剂在光动力治疗中对小鼠结肠中的肿瘤的杀伤效果有明显增强。熊小强等[6]制备了聚乳酸一羟基乙酸共聚物（polylactidecoglycolide，PLGA）包裹 meta 四 （间羟基苯基） 二氢卟吩 [meta（tetrahydroxyphenyl）chlorin，mTHPC]纳米型光敏剂，然后进行体外光动力研究其对人肝癌细胞的杀伤效果，同样得出了相关结论，和普通光敏剂相比，纳米光敏剂对肝癌细胞的杀伤效果有显著的提高。纳米光敏剂相比普通光敏剂，它的光化学效能，与水的结合能力，以及在肿瘤组织内药物浓度都有显著提高，因此对肿瘤细胞也有更好的杀伤效果。
纳米光敏剂可以提高对肿瘤的定位性
一方面，纳米粒子的特性之一是具有对于肿瘤的定位能力。纳米粒子对于机体中已被致癌的部位有定位能力，同时还能够将药物包裹吸附于自身，然后特异的选择致癌位点来相结合发生作用，以便药物能够找到恶性肿瘤细胞并杀死它们。另一方面，它不会发生“土壤反应”[7]，也就是说，不会由于药物的多重作用，出现肿瘤在正常组织中发生扩散现象；具有靶向性的光敏药物可以在有效治疗癌症的同时减少药物的用量，避免因为药物的毒性而对机体造成多重伤害。
纳米光敏剂可以提高渗透能力
纳米颗粒由于粒径小，机体中生理障碍物对于纳米粒子的阻碍作用较小，所以可有效到达病变组织。科学家做了相关研究发现，新毛细血管会生成于肿瘤细胞及其四周。它们具有高度的渗透性，处于“渗透状态”，纳米粒子会通过新生血管到达癌细胞；同时纳米粒子可以很容易地改变其表面的分子形貌结构。
纳米光敏剂开展了新的治疗途径
随着纳米光敏剂的不断研究，它让激光放射治疗与光动力治疗相辅相成，不仅解决了光动力疗法治疗只针对体表病变组织的局限性，而且提高了光动力疗法的疗效，减少放疗剂量有效控制术后并发症。
目录
1 绪论 1
1.1 光敏剂 1
1.2 纳米光敏剂的特点 1
1.3 光动力（PHTODYNAMIC THERAPY, PDT） 3
1.4 纳米光敏剂的制备 5
2 实验方法 9
2.1 纳米粒子的合成 9
2.2 纳米粒子包裹 11
2.3 检测纳米粒子的发光 11
2.4 检测纳米粒子的光敏特性，活性氧产生 11
2.5 检测纳米粒子对肿瘤细胞的毒性（CCK8） 12
3 结果和讨论 12
3.1 包裹后的纳米粒子 12
3.2 纳米粒子的发光光谱 12
3.3 纳米粒子的光敏特性，活性氧产生 13
3.4 纳米粒子对肿瘤细胞的杀伤 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
绪论
光敏剂
光敏剂（photosensitizer），别名又叫做增感剂，敏化剂。光敏剂在光化学反应中，在被光线照射的情况下，吸收了光子后将能量传递给了本身并不能吸收光子的分子，从而可以促进其发生化学反应，但是光敏剂本身却并不参与化学反应，在反应结束后会恢复到一开始的状态，这类由于光敏剂的作用而发生的化学反应称为光敏反应。光敏剂的研究对于光动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
力治疗有着很重要的作用。
光敏剂有很多种不同的分类方式，如果按照时间来分的话可以分为为：第一代的卟啉类, 第二代(改正了第一代光敏剂的一部分缺点) 的改性卟啉类以及酞菁类等，第三代为，在原有光敏剂骨架中引入功能性基团从而提高其生物相容性及靶向性的新一代光敏剂。
纳米光敏剂的特点
纳米光敏剂如果拿来与常规光敏剂作比较的话，纳米光敏剂的催化的效率很高，颗粒也常规光敏剂比小，吸附的性能强，比表面积大，反应活性在表面比较高，如果把纳米光敏剂制作成导向性药物，还可以靶向将药物输送至需要治疗的器官。以下几个方面可以具体体现：
杀伤肿瘤细胞是纳米粒子本身就具有的功能
在交变磁场内具有一定磁性的纳米粒子有定向性[1]。与此同时纳米粒子还能够缓慢的升高温度，取得热疗的效果（在人体内，肿瘤细胞对于高温的耐受性要低于正常的细胞），而且在组织中纳米粒子的渗透性随着温度的升高而得到促进的作用，纳米粒子在肿瘤部位的浓度也会随着温度升高而变高[2]。
纳米光敏剂的亲水性及生物利用度提高
到现在为止，用光敏剂制配的药物配方绝大多数需经非消化道给药，因为大多数的光敏剂在生理条件下通常会与水相互排斥从而聚集成一团。另一方面，肿瘤细胞中光敏剂的聚集行为会呈现自然选择性，因此在肿瘤细胞的临床治疗中药物含量较低。所以可以提高亲水性和生物利用度来改善这些不足，比如将药物通过一定手段达到纳米级，在生物组织中不溶的药物转变成稳定的纳米颗粒，使其与病变部位的结合程度提高。研究人员在印度发现，匙羹藤酸类化合物是一种不溶于水的物质，当它被制备成纳米颗粒后，肠道对于药物的吸收程度得以提升。因此在草药匙羹藤（gymnemnsylvestre）中提取出匙羹藤酸类物质，将其制备成纳米化合物，可以发现药物在人体中的含量和循环速度会大大提高[3]。
纳米光敏剂能够提高光动力疗效
研究人员合成出了超支化聚醚酯 二氢卟酚 ce6 纳米光敏剂[4]，合成方法是将超支化聚醚酯（HPEE）作为纳米载体，通过化学合成与光敏剂二氢卟酚 ce6反应。并比较了该纳米光敏剂与游离状态下的光敏剂ce6 在光动力疗法中对于肿瘤细胞的的杀伤效果，研究得出纳米光敏剂比普通游离光敏剂 ce6对 CAL27 细胞的光动力杀伤效果有很明显的优势。之后又有人比较了普通游离态光敏剂 profrinⅡ与纳米化之后的纳米光敏剂在临床上对结肠癌杀伤程度[5]，得到的结果是，相比普通游离态光敏剂profrinⅡ，纳米光敏剂在光动力治疗中对小鼠结肠中的肿瘤的杀伤效果有明显增强。熊小强等[6]制备了聚乳酸一羟基乙酸共聚物（polylactidecoglycolide，PLGA）包裹 meta 四 （间羟基苯基） 二氢卟吩 [meta（tetrahydroxyphenyl）chlorin，mTHPC]纳米型光敏剂，然后进行体外光动力研究其对人肝癌细胞的杀伤效果，同样得出了相关结论，和普通光敏剂相比，纳米光敏剂对肝癌细胞的杀伤效果有显著的提高。纳米光敏剂相比普通光敏剂，它的光化学效能，与水的结合能力，以及在肿瘤组织内药物浓度都有显著提高，因此对肿瘤细胞也有更好的杀伤效果。
纳米光敏剂可以提高对肿瘤的定位性
一方面，纳米粒子的特性之一是具有对于肿瘤的定位能力。纳米粒子对于机体中已被致癌的部位有定位能力，同时还能够将药物包裹吸附于自身，然后特异的选择致癌位点来相结合发生作用，以便药物能够找到恶性肿瘤细胞并杀死它们。另一方面，它不会发生“土壤反应”[7]，也就是说，不会由于药物的多重作用，出现肿瘤在正常组织中发生扩散现象；具有靶向性的光敏药物可以在有效治疗癌症的同时减少药物的用量，避免因为药物的毒性而对机体造成多重伤害。
纳米光敏剂可以提高渗透能力
纳米颗粒由于粒径小，机体中生理障碍物对于纳米粒子的阻碍作用较小，所以可有效到达病变组织。科学家做了相关研究发现，新毛细血管会生成于肿瘤细胞及其四周。它们具有高度的渗透性，处于“渗透状态”，纳米粒子会通过新生血管到达癌细胞；同时纳米粒子可以很容易地改变其表面的分子形貌结构。
纳米光敏剂开展了新的治疗途径
随着纳米光敏剂的不断研究，它让激光放射治疗与光动力治疗相辅相成，不仅解决了光动力疗法治疗只针对体表病变组织的局限性，而且提高了光动力疗法的疗效，减少放疗剂量有效控制术后并发症。
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