金属铱配合物纳米粒子的合成及其磷光成像与光动力学治疗中的应用

摘要

由于金属铱配合物具有优异的光物理学性质（如:大的斯托克位移、吸收光谱及荧光光谱受配体调节、较高的荧光量子产率和较长的磷光寿命等），其作为在生物体荧光成像的荧光探针和光动力学治疗肿瘤方面受到越来越广泛的关注。本文设计且成功合成了一系列金属铱配合物，并进一步通过氢键与两嵌段聚合物自组装形成纳米粒子，探索铱配合物纳米粒子在细胞磷光标记以及光动力学治疗肿瘤方面的应用，具体工作包括以下两个部分:
　　1.金属铱配合物合成及其在溶液中光动力学治疗中的应用
　　设计合成了邻菲罗啉和三苯胺基衍生物为配体的铱配合物，通过核磁共振氢谱、碳谱和高分辨率质谱表征了合成的铱配合物的结构。通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命，测试了金属铱配合物的光物理性质。并用DMA作单线态氧检测剂，检测铱配合物在＞400 nm的可见光下产生单线态氧1O2的能力。结果表明，我们设计的金属铱配合物溶液中具有很好的光动力学效应，并且发现随着N^N配体的共轭长度增加，金属铱配合物的紫外和荧光光谱可以随着我们设计的方向进行调节，同时对于铱配合物的光动力学效应的影响非常明显。
　　2.铱配合物纳米粒子的合成及其可见光照射下光动力学效应
　　我们发现苄醇铱配合物在溶液中具有很好的光动力学效果，虽然在水溶液中具有一定的溶解性，但仍不能满足生物应用的要求。为了解决铱配合物具有水溶性差这个共性的难题，我们设计了并且成功研究出一种区别于传统利用配位交联或掺杂的新方法，通过利用苄醇铱配合物中醇羟基与吡啶单元中的N原子形成分子间的氢键，采用氢键自组装的方式。超分子聚集体氢键自组装具有一下几个特点。第一，在自组装过程中，由于有缺陷的亚单元的排斥作用，从而减少了组装体中的结构缺陷;第二，组装体易于制备，即合成方式简单，条件温和，可重复，可通过改变配方比例控制形貌;第三。组装体制备经济方便等优点。因为苄醇铱配合物的羟基具有很强活性，利用羟基与两嵌段聚合物P4VP-b-PEO的吡啶环上N原子空缺的电子能够形成稳定的氢键，而另一端PEO长链可以很好的改善金属铱配合物的水溶性，在室温条件下(20℃)通过氢键自组装将疏水的铱配合物作为内核，亲水的PEO链形成胶束，从而合成水溶性的铱配合物纳米粒子。水溶性的苄醇铱配合物纳米粒子的吸收光谱和荧光光谱与单纯的苄醇铱配合物没有发生明显变化，说明铱配合物已经成功通过氢键作用组装到聚合物纳米粒子中。我们可以利用铱配合物发光的特性，用于细胞标记、细胞中的光学成像，并进一步研究铱配合物纳米粒子在可见光＞400 nm诱导下水环境下溶液层次及细胞层次的光动力学效应，我们研究了纳米粒子的在小鼠成纤维细胞L929和小鼠乳腺癌细胞4T1为肿瘤细胞，最后我们选择小鼠乳腺癌细胞4T1为肿瘤细胞模型探究其在生物体中光动力学治疗肿瘤的效果，发现铱配合物纳米粒子具有很好的光动力学治疗效果。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 光动力学治疗的机理

1．2 光敏剂的种类

1．2．1 第一代光敏剂

1．2．2 第二代光敏剂

1．2．3 第三代光敏剂

1．2．4 重金属配合物

1．3 铱配合物在光动力学治疗中的应用进展

1．4 氢键自组装聚合物研究

1．5 本论文工作的研究思路

参考文献

第二章 金属铱配合物的合成及在光动力学治疗中的应用

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和药品

2．2．2 配合物的合成与表征

2．3 实验仪器和方法

2．3．1 配合物1晶体的培养

2．3．2 压致变色发光

2．3．3 配合物溶液光动力学实验

2．4 结果与讨论

2．4．1 配合物1晶体结构

2．4．1 配合物1的晶体堆积结构图

2．4．1 配合物1，2，3的光物理性质

2．3．4 配合物1和3压致变色

2．3．5 配合物1、2、3溶液光动力学实验

2．5 本章小结

参考文献

第三章：氢键驱动的金属铱配合物纳米粒子的合成及其磷光成像与光动力学治疗中的应用

3．1 实验部分

3．1．1 实验试剂和仪器

3．1．2 氢键驱动的金属铱配合物纳米粒子的合成及表征

3．1．3 纳米粒子溶液光动力学效果测试

3．1．4 细胞培养

3．1．5 细胞毒性

3．1．6 细胞内吞实验

3．1．7 激光共聚焦实验

3．1．8 细胞光动力学治疗效果

3．2 结果与讨论

3．2．1 聚合物纳米粒子合成

3．2．2 纳米粒子形貌

3．2．3 纳米粒子的光物理性质

3．2．4 纳米粒子中铱配合物含量确定

3．2．5 纳米粒子NPs1、NPs3溶液中光动力学性质的研究

3．2．6 细胞毒性实验

3．2．7 纳米粒子的内吞实验

3．2．8 纳米粒子的激光共聚焦实验

3．2．9 细胞光动力学实验

3．3 本章小结

参考文献

第四章 论文工作总结

4．1 金属铱配合物在光动力学治疗中的应用

4．2 氢键驱动的金属铱配合物纳米粒子的合成及其磷光成像与光动力学治疗中的应用

硕士期间主要成果

致谢

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