多功能磷光共轭聚合物点用于肿瘤乏氧成像和光动力学治疗

advs肿瘤的早期诊断与治疗是目前医学领域的一大挑战,组织中氧含量过低即乏氧是肿瘤诊断的一项重要特征,因此对生物体中氧气含量的检测可以为癌症等疾病的早期诊断提供重要的依据。对于肿瘤的治疗,化疗、放疗和药物治疗目前是肿瘤临床治疗方法中应用较为成熟的疗法,然而,这些治疗方法经常会对健康的组织造成非常严重的损伤。近年来发展起来的光动力学治疗(PDT)技术是一种通过光照诱导产生活性氧而杀死肿瘤细胞的抗癌疗法,由于其对健康组织的损伤小、治疗效果好以及对病变区域的高选择性等优点,在临床抗癌治疗中获得了越来越多的关注。目前有很多关于肿瘤的研究报道,其主要集中于实现对肿瘤的诊断或治疗的单一功能。发展一种多功能试剂可实现对肿瘤的诊断-治疗一体化具有重要意义。

相比于传统有机荧光染料,磷光过渡金属配合物具有优异的光稳定性,其三线态磷光发射对氧气含量的变化灵敏度高并可完全可逆,使其可用于肿瘤的乏氧检测。此外,利用其长的磷光发光寿命,通过时间分辨光学成像可扣除成像中短寿命背景荧光信号的干扰,提高成像的信噪比。更重要的是,磷光过渡金属配合物也是一类高效的光动力学治疗光敏剂。因此,基于磷光过渡金属配合物可构建一类同时实现肿瘤乏氧检测与PDT的多功能试剂,从而用于对肿瘤的诊断-治疗一体化。

最近,南京邮电大学赵强教授和黄维教授领导的研究团队报道了一种新型多功能磷光共轭聚合物点(Pdots),可用于肿瘤细胞内氧气水平的检测和光动力学治疗。他们将氧敏感的磷光卟啉铂配合物引入到对氧气不敏感的超支化共轭聚电解质中。基于超支化聚合物的三维拓扑结构和聚电解质的两亲性特点,该聚合物在水溶液中通过自组装形成粒径约10 nm的聚合物点,可以很好的分散在水相中。利用该聚合物点的荧光/磷光双发射性质,实现了对肿瘤细胞内氧气含量的比率检测。此外,利用磷光卟啉铂配合物的长发光寿命,该聚合物点被应用于发光寿命成像(photoluminescence lifetime imaging microscopy,PLIM)和时间门成像(time-gated luminescence imaging,TGLI),有效消除了生物体内的短寿命自发荧光的干扰,从而提高了检测的可靠性。在532 nm光照下,聚合物点具有高达0.80的单线态氧量子产率,表明其在光动力学治疗应用中性能优异。通过MTT细胞活性分析、流式细胞分析以及光诱导细胞凋亡的实时原位荧光成像分析,证明了聚合物点高效的癌细胞杀死能力。这些研究结果表明,基于这类磷光共轭聚合物点的肿瘤诊断-治疗一体化纳米体系在生物医学领域具有很大的应用价值和前景。该工作近期在线发表在Advanced ScienceAdv. Sci. 2015, DOI: 10.1002/advs.201500155)

相关工作得到了国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才计划、江苏高校优势学科建设工程资助项目的资助。

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