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近年来,使用生物相容性良好的纳米材料在肿瘤部位催化反应生成有毒物质实现癌症治疗成为新的研究热点,然而治疗效果常受限于催化反应底物浓度的不足。硒化铜(Copper selenide,Cu2-xSe)是一类p型半导体材料,其具有良好的生物相容性、生物可降解性以及多功能特性,被广泛用于肿瘤治疗。在近红外(Near-infrared,NIR)光照射下,Cu2-xSe可将肿瘤微环境(Tumor microenvironment,TME)中的氧分子转化为具有细胞毒性的~1O2,实现光动力治疗(Photodynamic therapy,PDT)。同时在肿瘤弱酸性微环境下,Cu2-xE可催化类芬顿反应,将肿瘤部位过量的H2O2转化为具有较强细胞毒性的·OH,继而引发化学动力治疗(Chemodynamic therapy,CDT)。基于此,本文将乏氧响应性药物替拉扎明(Tirapazamine,TPZ)和Cu2-xSe量子点(Quantum dots,QDs)共负载于利用离子交联法制备的壳聚糖纳米颗粒(Chitosan nanoparticles,CS NPs)中(CS/Cu2-xSe-TPZ NPs),并递送至肿瘤部位,在NIR照射下高效生成·OH和~1O2,并进一步加剧肿瘤部位乏氧,激活TPZ发挥化疗作用,增强抑瘤效果。本文以CS/Cu2-xSe-TPZ NPs为主要研究对象,在载体制备、理化性质表征及体内外协同抗肿瘤的效果和机理等方面开展了一系列工作,主要概括如下:CS/Cu2-xSe-TPZ NPs的制备与表征:首先,通过水相合成法成功制得了Cu2-xSe QDs,并对其进行了一系列理化性质表征,考察了其光热转化能力、光动力学性能和化学动力性能。通过考察不同Cu2-xSe QDs投料量的CS/Cu2-xSe NPs,确定Cu2-xSe QDs的最佳投料量。随后以Cu2-xSe QDs和TPZ投料质量比为1:4制得分散性好、粒径均一的CS/Cu2-xSe-TPZ NPs(平均粒径为139.4±2.6 nm)。通过X射线粉末衍射图谱和傅里叶红外光谱图证实了制得的纳米体系确由CS、TPZ以及Cu2-xSe组成,紫外光谱图则证实了TPZ的成功负载。考察CS/Cu2-xSe-TPZ NPs的光热转化能力,发现Cu2-xSe浓度为50μg/m L的CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在10 min的1064 nm激光(1.0 W·cm-2)刺激下升温温差可以达到36.6℃。而在1064 nm激光(0.5 W·cm-2)下15 min后,Cu2-xSe浓度为50μg/m L的CS/Cu2-xSe-TPZ NPs可以使~1O2探针的特征峰吸收强度下降20.65%,证实了其良好的光动力性能。另外还证实了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs具有很好的类芬顿反应催化能力,可以催化H2O2产生大量的·OH。体外抑瘤效果及机制研究:以人乳腺癌4T1细胞为体外实验模型,从细胞水平考察CS/Cu2-xSe-TPZ NPs的抑瘤效果。通过细胞摄取实验,4T1细胞对CS/Cu2-xSe-TPZ NPs表现出较好的内化效果,摄取效率高于对纯TPZ。CS/Cu2-xSe-TPZ NPs对人正常乳腺上皮细胞MCF-10A及人肝星状细胞LX-2的毒性等级为1级,表现出良好的生物相容性。而CS/Cu2-xSe-TPZ NPs对4T1细胞的毒性呈浓度依赖型增长。之后通过活性氧(Reactive oxygen species,ROS)生成检测实验,证实了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在4T1细胞中可以诱导产生大量ROS。通过细胞相对存活率和活死染色实验,证明了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在体外水平对癌细胞具有非常有效的杀伤作用。体内抑瘤效果研究:建立裸鼠4T1肿瘤模型,考察了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs的体内抑瘤效果和生物安全性。通过比较Cu2-xSe QDs和CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在溶液水平和体内肿瘤部位的光声信号强度,发现CS/Cu2-xSe-TPZ NPs溶液的信号强度相较于Cu2-xSe QDs有明显增强,而在动物肿瘤部位,12 h时两组的相对信号强度差异也最大,CS/Cu2-xSe-TPZ NPs组的信号强度约为Cu2-xSe QDs组的5倍,证实了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在肿瘤部位良好的富集效果。随后也证明了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在动物体内肿瘤部位良好的红外热成像效果。通过记录16天治疗周期内各组荷4T1瘤裸鼠的体重变化、肿瘤体积变化,并比较结束16天治疗后各组解剖的肿瘤组织块的重量分布,证明了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在给予1064 nm激光照射后,对荷瘤裸鼠肿瘤生长的抑制效果最强,抑瘤率高达96.2%,并对各组肿瘤组织块切片,进行H&E染色,进一步证实了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs在体内肿瘤组织中有效实现了化疗、PDT及CDT的协同作用。随后通过解剖摘取出各组荷瘤裸鼠的各内脏器官(心、肝、脾、肺和肾),进行组织切片H&E染色,证实了CS/Cu2-xSe-TPZ NPs的生物毒性较弱,不会对生物正常器官组织造成损伤。综上所述,本论文利用离子交联法构建了共负载TPZ和Cu2-xSe QDs的CS/Cu2-xSe-TPZ NPs,分别利用TPZ的乏氧响应性和Cu2-xSe QDs的光敏感作用以及催化类芬顿反应的能力,实现化学疗法、PDT以及CDT的协同作用,有望为癌症的催化治疗提供一种潜在的治疗手段。