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聚合物与上转换纳米粒子复合物组装体的构筑及其程序化光激活疗法研究

批准号:
52103276
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张振
依托单位:
学科分类:
其他有机高分子功能材料
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张振

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
近年来基于可将近红外光转化为紫外或可见光的上转换纳米粒子平台在光动力治疗领域取得了长足的进步和发展,但在实施光动力治疗过程中,以下两方面因素都会降低其治疗效果:1)细胞对颗粒的外排作用会降低颗粒的利用率;2)细胞清除光动力治疗产生效果所需自由基的固有能力。基于此,本项目拟利用嵌段聚合物诱导具有正交光发射属性的上转化纳米粒子进行囊泡组装体的构筑,并在组装体进入细胞后的不同阶段施以程序化光激活,用以帮助颗粒逃逸内吞小体至细胞质以提高颗粒的利用率;敲除负责破坏自由基的基因用以抑制自由基的清除,在此基础上再实施光动力治疗,以达到提高其治疗效果的目的。该研究有助于推动有机聚合物,无机上转换粒子以及生物医学等学科的交叉及发展,也为其他需要程序化光激活的领域提供新的思路和方法。
英文摘要
Near infrared (NIR) light-excitable upconversion nanoparticle (UCNPs)based nanoplatform has been shown successfully in photodynamic therapy (PDT), as they can act as a nanotransducer to absorb NIR and convert it to UV/visible light. UCNPs have been used for PDT with relative success but their effectiveness as a standalone treatment is low. Primary reasons for the lower efficiency of PDT could be due to the recycling of the nanoparticles by the cellular machinery and the inherent ability of the cells to withstand and combat free radicals. The goal of this proposal is to utilize block polymers to induce UCNPs with orthogonal emissive emission self-assemble into vesicles and applied it into programmable photoactivation at different stages after the assembly enter into the cells in order to help the particles escape from endosome into the cytoplasm to improve the utilization of particles; knock down the genes that responsible for destroying free radicals, and then PDT was performed to obtain better cell killing efficiency. This research is not only helpful to promote the development of organic polymers, inorganic UCNPs and biomedical science, but also provide some new thoughts and methods for other fields that require programmed photoactivation.
近年来,基于上转换纳米粒子(UCNPs)平台的光动力治疗(PDT)在肿瘤治疗领域取得了显著进展。然而,UCNPs作为独立治疗手段的疗效仍然有限,主要面临以下挑战:(1)传统光敏剂通过能量传递将能量转移至周围的氧分子,从而产生活性氧(ROS)诱导细胞死亡。然而,肿瘤微环境通常处于乏氧状态,氧气含量不足阻碍了ROS的生成,显著降低了治疗效果;(2)为提高UCNPs在肿瘤部位的富集效率,目前主流的三种磁靶向修饰方法(化学修饰、物理吸附和核壳结构设计)均存在局限性,包括修饰步骤复杂、吸附过程难以控制以及合成设计困难本项目旨在通过以下创新性策略克服上述问题:(1)设计并合成一种新型光敏剂,该分子能够在乏氧环境中高效生成ROS,有效解决氧气依赖问题;(2)采用微乳液法这一简便高效的技术构建UCNPs/Fe₃O₄复合粒子,将上转换功能与磁靶向功能有机结合于单一粒子中。在外加磁场的作用下,这些复合粒子可高效富集于肿瘤部位,从而克服现有磁靶向方法的不足。此外,在808 nm激光照射下,NIR-II发射可实现实时成像,而980 nm激光激发则通过发射绿光激活ZnPc生成ROS,实现按需高效的PDT。成像与PDT功能可以独立程序化控制,避免了成像过程中意外触发PDT,从而减少疗程外的细胞损伤,实现精准高效的肿瘤治疗。此外,本项目提出的微乳液法用于构建UCNPs基复合组装粒子的方法具有通用性,对所用粒子类型没有选择性。这一特点使其可进一步引入具有其他功能的粒子(如光热转化或酶催化功能),通过联合治疗显著提升PDT的效率,并为复杂肿瘤的多功能治疗提供新的思路与借鉴。
CSR能区重离子碰撞与高密对称能研究
  • 批准号:
    12575137
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    张振
  • 依托单位:
正交发射光上转换纳米颗粒组装体的制备与应用研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张振
  • 依托单位:
中能重离子碰撞中π介子产生的介质效应和高密对称能
  • 批准号:
    11905302
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    张振
  • 依托单位:
国内基金
海外基金