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聚集诱导发光特性的可调性纳米粒子在多模态成像引导的光学诊疗中的应用

王鲜  
【摘要】:具有聚集诱导发光(Aggregation-induced Emission,AIE)特性的荧光有机纳米粒子(Nanoparticles,NPs)在生物成像和成像引导的光学治疗中具有显著的潜力。分子堆积是优化AIE发光团(AIE Luminogens,AIEgens)在聚集态或固态下光物理性能的关键。然而,到目前为止,NPs中AIEgens的堆积方式仍然是模糊的,这为理解光物理性质与堆积方式之间的关系以及进一步优化NPs在生物医学应用中的性能带来了一些挑战。在本课题中,我们通过简单地调整给/受体型共轭分子OPTPA中烷氧基链的长度,实现了分子的扭曲结构与有效π共轭之间的平衡,从而产生了高固态近红外发射和明显的吸收/发射红移以及AIE特性。随后,我们首次提出了在聚合物包覆的纳米粒子中使荧光化合物发生非晶态-晶态转变的可能性,并进一步优化了纳米粒子的综合性能,如吸收和发射光谱的红移与增强、活性氧产生能力和光热转化性能的提高。体外和体内实验表明,具有良好生物相容性和生物安全性的晶态纳米粒子在三模态成像引导的协同PDT/PTT光学治疗中具有显著的效果。本研究不仅为高效近红外发射荧光化合物的设计提供了新的视角,而且为研究和利用纳米粒子中的结构-堆积-性能关系提供了一种便捷高效的方法,从而为癌症光学诊疗法构建了一个通用的平台。


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