《可示蹤、高產熱集成材料及其腫瘤凋亡機制研究》是依託山東大學，由孫康寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：可示蹤、高產熱集成材料及其腫瘤凋亡機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫康寧
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
腫瘤熱療及熱種子材料研究備受關注，本課題組前期研究發現可注射Fe3O4/CNTs/CS複合材料體系，在微波輻照下具有優異的熱效應和顯著的肝腫瘤熱療效果，動物實驗展現出良好的套用前景和重要的科學價值。但是有關該體系中各組成部分、配比、熱療劑量等因素對腫瘤細胞凋亡機制的綜合影響尚不夠清楚；對不同腫瘤的熱療是否有普適性不明確，對熱療後的長期效果是否穩定，包括熱療消失後的腫瘤是否易復發、易控制缺少深入研究，尤其是熱種子材料在體內的存留狀態與後續去向等關鍵問題尚無從知曉。為此本研究擬通過載入無機納米發光材料構建可示蹤複合材料體系；通過新的發光技術研究熱種子材料在腫瘤體內外的流轉去向以及與凋亡有關的生物學過程。通過多種荷瘤裸鼠模型，探索熱療材料的普適性。研究內容包括：具有發光特性的熱種子複合材料的製備和最佳化，熱種子材料在腫瘤體內外的流轉去向，腫瘤熱凋亡機制的探索和模型建立，熱療效果的普適性與可靠性等。
結題摘要
對腫瘤細胞或進入人體內的材料進行標記示蹤，常用的生物光學材料包括：螢光分子、螢光蛋白、生物發光、化學發光、量子點、上轉換納米發光粒子、長餘輝發光材料等。鑒於某些生物光學材料（量子點、螢光分子）存在毒性，有些材料（螢光蛋白）用於長期示蹤發光可靠性、穩定性下降等問題，本研究重點對新型近紅外上轉換納米發光粒子、長餘輝發光材料、上轉換近紅外長餘輝複合材料及其發光機制、示蹤效果進行了研究，對熱種子材料在腫瘤體內外的流轉去向以及與凋亡有關的生物學過程進行了初步標記與示蹤。 在成像過程，無論是以近紅外光作為激發光源還是成像信號，都可以極大地降低生物體組織的自身發光信號的干擾(自體螢光)，從而有效的提高生物體體內成像的敏感度和穿透深度。尤其是所研上轉換近紅外長餘輝複合材料，該材料在低能光的激發後，能夠產生持續的高能光發射。不僅避免了材料激發時生物體組織的自身發光，降低了成像的信噪比，同時也避免了近紅外餘輝納米顆粒在體內成像難以持續數周甚至更長時間的不足。這一新概念的提出在許多熱門領域，尤其是生物成像領域有著重大的科學意義。相關成果具有重要實用價值。 主要成果包括： 1. YVO4:Yb3+,Er3+上轉換髮光納米顆粒與發光材料； 2. 核殼結構的SiO2@YVO4:Yb3+,Er3+上轉換髮光微球； 3. 具有磁性和發光性能的納米複合材料； 4. 紫外長餘輝發光材料的設計； 5. Yb3+激活的短波近紅外長餘輝發光材料； 6. Ca2SnO4:Ln3+ (Ln=Er, Yb, Pr, Nd, Ho, Tm)短波近紅外長餘輝發光材料； 7. 近紅外上轉換餘輝發光材料； 8. 近紅外長餘輝納米顆粒的標記套用； 9.石墨烯增強雙相磷酸鈣複合材料研究； 10. 對熱種子材料在腫瘤體內外的流轉以及與凋亡有關的生物學過程進行了標記與示蹤. 其中對Yb3+激活的短波近紅外長餘輝發光材料和近紅外上轉換餘輝發光材料研究取得重要突破，所研MgGeO3:Yb3+在激發波長小於330 nm紫外激發後，餘輝時間長達100 h的短波近紅外餘輝。該成果近期提交的論文已得到自然子刊Light: Science & Application審稿人的一致肯定。而近紅外上轉換餘輝發光材料則可在低能量980 nm近紅外光的激發後，實現高能量近紅外光的持續發射。 在上述研究中，已發表論文 15篇，投出5篇，獲發明專利3項
