稀土掺杂的铱配合物空心纳米粒子的合成及其在超声成像和光动力学治疗中的研究

摘要

金属铱配合物因具有斯托克位移较大、光稳定性优良、磷光寿命较长和量子产率高等优异的光物理性质，在光学成像和光动力学治疗肿瘤等生物医学领域受到广泛的关注。但是，传统金属铱配合物较差的水溶性和生物相容性却限制了其在生物医学方面的应用。另一方面，镧系元素因具有独特的4f电子层结构和特有的磁学性质受到关注，稀土配合物纳米粒子被广泛应用于核磁共振成像领域。本文通过透析法合成了一系列稀土掺杂的铱配合物空心纳米粒子，在探究纳米粒子的组成和空心结构形成机理的基础上，以其中一种纳米粒子为例，研究了纳米粒子在超声成像、光学成像和光动力学治等方面的性质，具体研究工作内容如下： 第一部分通过透析法成功合成了一类金属铱配合物空心纳米粒子及稀土掺杂的铱配合物空心纳米粒子（Ir-RE-PVP HCPPs），并详细探究了空心纳米粒子的组成和界面自组装形成机理。第二部分以Ho掺杂的水溶性铱配合物空心纳米粒子（Ir-Ho-PVP HCPPs）为例研究了其在肿瘤诊疗方面的应用。Ir-Ho-PVP HCPPs不仅具有良好的水溶性，生物相容性和光物理性质，而且表现出良好的溶液超声成像效果和单线态氧产生能力。纳米粒子具有较小的细胞毒性且可以有效地被细胞吞噬，可以用于细胞光学成像和光动力学治疗研究。台盼蓝定性实验， MTT定量检测活细胞存活率和 SOSG定量检测单线态氧实验充分说明纳米粒子具有优异的细胞光动力学治疗效果。在小鼠模型上，纳米粒子在活体肝脏中也表现出较强的超声信号。因此，稀土掺杂的铱配合物空心纳米粒子是一种生物相容性良好且集合超声成像、光学成像和光动力学治疗于一体的新型诊疗试剂，具有良好的临床应用前景。

目录

第1章 绪论

1.1 配位聚合物纳米材料研究进展

1.1.1 配位聚合物纳米材料的合成

1.1.2 配合物纳米材料在生物成像中的应用

1.1.3 配合物纳米材料在治疗中的应用

1.2 超声成像

1.2.1 超声成像原理

1.2.2 超声成像技术的发展

1.2.3 超声造影剂的研究进展

1.2.4 超声造影剂的应用

1.3 本论文工作的研究思路

参考文献

第 2 章 稀土掺杂的铱配合物空心纳米粒子的合成

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与仪器

2.2.2 铱配合物的合成

2.2.3 晶体生长

2.2.4 空心铱配合物纳米粒子的合成

2.2.5 稀土镝掺杂的空心铱配合物纳米粒子（Ir-Dy HCPPs）的合成

2.2.6 PVP修饰的Ir-RE-PVP HCPPs的合成

2.3 结果与讨论

2.3.1 不同羧酸形式铱配合物的合成与表征

2.3.2 (pq)2Ir(Hdcbpy)的晶体结构

2.3.3 Ir HCPPs和Ir-PVP HCPPs的合成与表征

2.3.4 不同金属铱配合物空心纳米粒子的合成

2.3.5 稀土镝掺杂的Ir-Dy HCPPs的合成与表征

2.3.6 水溶性稀土掺杂的Ir-RE-PVP HCPPs的合成与表征

2.3.7 Ir-Dy HCPPs空心结构形成机理探究

2.4 本章小结

参考文献

第3章 水溶性稀土掺杂的金属铱配合物空心纳米粒子在超声成像和光动力学治疗中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与仪器

3.2.2 Ir-Ho-PVP HCPPs的合成

3.2.3 Ir-Ho-PVP HCPPs的溶液超声成像

3.2.4 Ir-Ho-PVP HCPPs的溶液单线态氧评价

3.2.5 细胞培养

3.2.6 细胞毒性实验

3.2.7 细胞内吞实验

3.2.8 细胞激光共聚焦实验

3.2.9 细胞光动力学效果评价

3.2.10 体内肝脏超声成像实验

3.3 结果与讨论

3.3.1 Ir-Ho-PVP HCPPs的合成与表征

3.3.2 Ir-Ho-PVP HCPPs的光物理性质

3.3.3 Ir-Ho-PVP HCPPs的溶液超声成像效果

3.3.4 Ir-Ho-PVP HCPPs的溶液单线态氧评价效果

3.3.5 Ir-Ho-PVP HCPPs的细胞毒性评价

3.3.6 Ir-Ho-PVP HCPPs的细胞内吞效果评价

3.3.7 Ir-Ho-PVP HCPPs的细胞光学成像效果评价

3.3.8 Ir-Ho-PVP HCPPs的细胞光动力学治疗效果评价

3.3.9 Ir-Ho-PVP HCPPs的体内肝脏超声成像效果评价

3.4 本章小结

参考文献

第4章 结论与展望

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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