水溶性稀土上转换纳米材料用于小动物活体成像的研究

【摘要】根据已有的研究,我们认为发展新型生物相容性的稀土上转换发光纳米材料,使其可在活体内随血液到达全身,以实现靶向肿瘤的上转换发光成像,并用于上转换发光成像指导手术治疗。已经成为生物成像领域亟待解决的问题。目前用于肿瘤靶向成像的材料,制备都很复杂,操作繁琐,并且成像效果不理想。针对这一科学问题,我们发展了新的生物相容性的稀土上转换发光纳米材料,研究工作主要包括以下几个部分：(1)通过SPECT成像研究聚合物包覆的放射性稀土纳米材料的生物分布和代谢。我们利用不同聚合物(PEI,PAA,PVP和PEG)作为协同配体,直接合成放射性(153Sm)标记且小于10nm的稀土上转换发光纳米材料NaYF4:Yb,Er,通过SPECT成像观察不同聚合物包覆的稀土纳米材料在体内分布的差异。通过血液γ-counter定量分析,我们发现PEG包覆的UCNPs(153Sm)相比其他聚合物包覆的稀土纳米材料,具有更长的血液滞留时间,并且我们发现PEG-UCNPs(153Sm)稀土纳米材料可以分布在活体的肾脏并代谢到尿液中。(2)生物相容性碱式碳酸盐包覆稀土氟化物核壳结构的纳米材料用于生物成像。我们设计发展了一种稀土碱式碳酸盐包覆稀土氟化物的核壳结构纳米材料,以NaYF4:20%Yb,1%Tm材料为内核,表面以钆的碱式碳酸盐Gd(OH)CO3为壳层,并在粒子表面包覆PEG作为表面配体,获得PEG-UCNPs@Gd(OH)CO3核壳结构的纳米粒子,我们发现这种稀土纳米材料在生理环境中具有较高的稳定性,通过尾静脉注射实现了小鼠全身的血管上转换发光成像,并且材料能够逐渐分布在全身的肌肉和骨骼中。(3)透明质酸稀土纳米材料用于肿瘤周围淋巴上转换发光成像。我们设计制备透明质酸包覆NaYF4:20%Yb,1%Tm@NaLuF4@Gd(OH)CO3核壳结构纳米粒子,我们发现这种材料可以有效的靶向正常小鼠的淋巴组织或荷瘤小鼠肿瘤周围的淋巴组织(淋巴管和淋巴结),并且能够长时间、高分辨率的进行上转换发光成像,使我们实现了通过上转换发光指导淋巴组织的清除。
【作者】曹天野；
【导师】李富友；
【作者基本信息】复旦大学，无机化学，2013，博士
【关键词】稀土纳米发光材料；稀土上转换发光；生物成像；淋巴靶向；

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