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光治疗作为一种新型肿瘤治疗手段,近年来倍受关注。光治疗主要包括光热治疗(photothermal therapy,PTT)和光动力治疗(photodynamic therapy,PDT)。其主要机制是光敏剂在激光照射下产生局部高热和活性氧来杀伤肿瘤细胞,具有毒副作用小,靶向性好,创伤小等优点。光敏剂、光源和组织中的氧是光治疗中的三大要素,其中光敏剂是核心要素。根据光敏剂的结构,可将其分为:1)卟啉类光敏剂,如血卟琳、光卟琳等;2)叶绿素类光敏剂,如二氢卟吩、紫红素等;3)染料分子类光敏剂,如酞菁类、氟硼二吡咯类等。传统光敏剂普遍存在水溶性差、光稳定性差、近红外吸收弱、光转换效率低、靶向性差等问题。因此,开发高性能的近红外光敏剂,并将其用于肿瘤光治疗是目前肿瘤精准治疗领域的研究热点。本论文选择具有独特光转换效应的近红外非线性光学染料分子(nonlinear organic chromophore,NOC)作为潜在光敏剂,以两亲性嵌段高分子PEG114-b-PCL60为载体,制备成近红外非线性光学染料纳米胶束NOC-NPs。由于NOC具有独特的D-π-A分子结构,即电子给体-π 桥-电子给体结构,在激发状态时可诱导产生分子内电荷转移态(intramolecular charge transfer,ICT),从而以非辐射跃迁形式获得光热和光动力活性,最终实现光诱导肿瘤消融的目标。本论文将涉及以下内容:第一章:简要介绍目前肿瘤治疗现状及光治疗发展方向。主要阐述光治疗机制、光敏剂的发展历程和应用现状。以此为研究背景,阐明本论文的立题依据和设计思路。第二章:近红外非线性光学染料纳米胶束NOC-NPs的制备和表征。主要涉及NOC-NPs纳米胶束的光物理化学性质表征,包括纳米胶束形貌表征、紫外-可见吸收、荧光发射、单线态氧产生能力、光热转换能力和光稳定性。实验结果表明,制备得到的纳米胶束具有适宜粒径(66.6±0.8 nm),在720nm处有较强吸收;近红外激光照射下,NOC-NPs纳米胶束以非辐射跃迁形式高效产生单线态氧(φ△=0.29)和高热(η=36.1%)。此外,NOC-NPs纳米胶束表现出优越的光稳定性。第三章:NOC-NPs纳米胶束的体外细胞研究。主要针对NOC-NPs的药物摄取、亚细胞共定位、光诱导细胞内的ROS产生以及光诱导胞内转移等性质进行考察。并在此基础上对NOC-NPs纳米胶束的细胞毒性、抑制DNA合成能力进行了评估。实验数据表明NOC-NPs纳米胶束能被细胞有效摄取,进入细胞后定位于溶酶体。在光照条件下NOC-NPs纳米胶束产生单线态氧破坏溶酶体,释放到胞浆,进一步以光热-光动力协同治疗的方式有效杀伤肿瘤细胞。第四章:NOC-NPs纳米胶束在动物水平的生物效应。主要包括对NOC-NPs纳米胶束的组织分布、肿瘤靶向性以及肿瘤内光热和光动力活性进行测试,并考察了其对肿瘤的抑制作用和损伤情况。最后,对NOC-NPs纳米胶束的生物安全性进行了评估,包括长期组织分布和生化指标实验。结果表明,NOC-NPs纳米胶束能有效靶向肿瘤组织,在安全用药范围内能有效杀伤肿瘤细胞,抑制肿瘤生长,且对肝、肾影响较小,具有良好的生物安全性。总之,本文利用具有独特光转换效应的化合物NOC,制备得到纳米胶束,并对其进行了详细表征和在肿瘤光治疗方面的应用进行了研究。基于本论文的研究内容,希望能为光敏剂的研究开发提供新思路。