肿瘤组织的复杂生理学和耐药性,以及缺乏肿瘤选择性的问题,限制了传统癌症治疗手段,如化疗,放疗和手术等的发展。光动力治疗(PDT)由于仅在光照区域进行,是一种肿瘤选择性治疗手段,对非治疗区域的毒性和侵略性微乎其微。设计具有生物相容性和生物可降解性的聚多肽纳米颗粒用于药物递送,同时选择具有近红外(NIR)成像能力和高单线态氧产生能力的氟硼二吡咯(BODIPY)光敏剂作为荧光探针和光动力治疗剂,可实现药物在体内的可视化递送和有效的光动力治疗效果。在本文第二章中,研究了 pH敏感聚多肽纳米颗粒在水溶液中的自组装性质,这在生物学中的应用非常重要。pH敏感两亲性多肽共聚物在水溶液中自发地组装成胶束,由于对外部pH的响应比较敏感,在弱酸条件下,共聚物侧链中的三级胺发生质子化导致胶束的分解。而聚多肽的pH响应值可以通过添加盐来调节。研究发现Hofmeister离子通过非共价相互作用,在控制聚多肽分子自组装或解体过程中起着关键作用,pH敏感聚多肽纳米颗粒的物理性质探索对其负载药物与释放药物的行为研究提供了新思路。在第三章中,为解决光敏剂在血液循环中的泄漏,在肿瘤组织中的不良聚集以及单线态氧的量子产率较低等问题。合成了具有溴取代的NHS-BODIPY-2Br的NHS活性衍生物,该衍生物具有较高的单线态氧产生效率和近红外(NIR)荧光,然后将其偶联至pH敏感聚多肽上实现NIR成像引导的PDT的大分子光敏剂的构建。一旦在肿瘤组织中积累,纳米颗粒就可由于肿瘤的酸性而解体以促进细胞摄取,这可以扩大荧光信号强度并增强近红外激光照射下的体内PDT治疗效果。它为NIR成像引导的光动力疗法提供光敏剂缀合的肿瘤酸度敏感性聚多肽的设计策略。甘露糖已被报道为潜在的杀死癌细胞的新药。甘露糖前药体系能够促进其在肿瘤部位和癌细胞的靶向递送和富集。因此,在第四章中,制备了具有三级胺基的pH敏感性聚多肽共聚物,并且通过席夫碱结构将甘露糖分子键接到聚合物上。同时,纳米颗粒包裹具有高单线态氧量子产率和近红外(NIR)荧光的碘化光敏剂(BDPI),成为潜在的pH敏感型NIR成像引导的化疗/PDT试剂。体外和体内研究表明,在肿瘤酸性环境中,三级胺基的质子化破坏了纳米颗粒的结构,导致BDPI的释放增加。同时,席夫碱键的断裂导致键接的甘露糖的释放,并与PDT协同抑制肿瘤细胞的生长。化疗作用和光动力疗法的结合使这种对pH敏感的聚多肽递送体系进一步显示出在癌症治疗方面的巨大潜力。在第五章中,针对影响光动力疗法(PDT)达到更高效率的主要障碍是肿瘤区域的缺氧环境和PDT引起的分子氧的持续消耗这一问题,合成氧气自足的氟化聚多肽纳米颗粒负载光敏剂(BODIPY-2Br)以实现高效PDT。由于全氟化碳的更高的氧气容量和1O2寿命的延长,PDT体系显示出更高的氧气吸附和单线态氧的产生能力,显示了在光照射后低氧肿瘤环境中提高PDT功效的潜力。结果表明,氟化聚多肽平台作为小分子光敏剂的有效传递载体发挥了重要作用,特别是在低氧环境中,增加了活性氧(ROS)的生成并对癌细胞具有更高的细胞毒性。此外,BODIPY-2Br光敏剂可用于近红外区域的PDT和成像,使其成为治疗癌症的潜在治疗方法。线粒体是PDT的理想细胞器,在维持细胞活力和死亡方面具有关键作用。在第六章中,我们报道了三苯基膦(TPP)共轭的两亲共聚物,同时负载具有高单线态氧产率的碘化光敏剂(BDPI)形成纳米颗粒(PBDPI-TPP),可实现线粒体靶向且NIR成像引导的PDT。制备的线粒体靶向纳米平台可以有效显示亚细胞定位,并为增强的PDT带来明显的不可逆线粒体损伤。体外和体内实验均表明,线粒体靶向的PDT体系可以达到显著的治疗效果,表明它是一种有前途的纳米平台,可应用于NIR成像引导的PDT癌症治疗。本文制备了具有生物相容性和生物可降解性的聚多肽,和具有优异光学性能的光敏剂BODIPY,设计了一系列具有靶向性和刺激响应特性的智能纳米载药体系,旨在实现癌症的近红外可视化治疗。