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癌症是一种高发病和死亡率疾病,具有细胞分化及增殖异常、生长失控、浸润性和转移性等生物学特征。在实体肿瘤中选择性地给药是实现疾病缓解和治疗的主要途径之一。基于肿瘤组织中药物浓度越高,治疗效果越好这一假设,选择性增加肿瘤区域药物浓度是药物递送研究工作的主要目标。在治疗过程中,药物需要根据人体的pH值进行递送,以达到提高肿瘤区域的药物浓度。不同的器官、组织和细胞区域有不同的pH值,这使得pH值适合作为药物控释的开关。pH响应型药物递送系统由于能够在特定的时间和地点以可控的方式传递药物,克服了传统药物制剂的缺点,越来越受到人们的关注。基于此,本工作设计合成了不同的pH响应型诊疗一体化探针,在递送药物的同时实现了实时监测。具体内容如下:(1)光敏剂血卟啉单甲醚(HMME)被修饰到葡聚糖上用以提高进入胶囊后的稳定性,通过共沉淀反应制备HMME掺杂的碳酸钙模板,并在其表面吸附PEG-多酚和叶酸-PEG-多酚,在FeIII存在下形成金属-多酚网络(PEG-MPN),EDTA刻蚀模板后得到了pH敏感的聚乙二醇金属多酚网络胶囊,用于光敏剂HMME对癌细胞的靶向递送。在叶酸的帮助下,掺杂HMME的PEG-MPN胶囊(MPN@HMMEs)在癌细胞中选择性积累,然后在酸性pH环境的溶酶体中释放HMME。在MPN@HMMEs的比率荧光传感实验中,绘制了荧光比率关于pH值的工作曲线,发现药物在共培养2 h后存在于核内体或溶酶体等酸性细胞器内(在缓冲液pH值5.0和7.4时分别为4.54和4.34);12 h后则分散在中性的细胞质内(在缓冲液pH值5.0和7.4时分别为6.69和6.16)。此外,活性氧(ROS)区域分布的荧光共定位实验,协同证明了封装的光敏剂从溶酶体扩散到细胞质。在638 nm激光照射下,光敏剂产生的ROS诱导癌细胞凋亡,而正常细胞存活。因此,MPN@HMME可作为靶向光动力学治疗癌症的一种新策略,PEG-MPN胶囊有望成为药物递送的通用载体。(2)通过CDI偶联反应制备了小分子双多巴胺配体,并用一锅法将其与三价铁离子、多巴胺和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)自组装形成多孔配位聚合物纳米粒(PCP NPs),其中多巴胺的封端作用而终止了配位聚合,PVP作为一种表面活性剂,抑制了PCP的生长,阻止了絮状PCP的生成,从而使PCP NPs具有光滑表面和更好的单分散性。通过负载阿霉素(DOX)形成诊疗一体化探针,并由细胞膜包覆提高其同源靶向性能。负载的阿霉素含量为32.5μg mg-1,由于PCPs的吸收范围很广,从450 nm到650 nm,而DOX的激发和发射波长分别为467 nm和555/590 nm,恰好在PCPs的吸收范围内,所以在生理环境下阿霉素荧光被PCP淬灭。细胞膜通过同源靶向辅助PCP NPs识别癌细胞,并被荧光成像实验证实。被癌细胞靶向摄取后,核内体/溶酶体的酸性环境促进了PCP NPs的降解,导致DOX的可控释放和荧光恢复。细胞毒性实验也证实了该探针对同源癌细胞有着更强的杀伤作用。(3)在负载DOX、叶酸修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)上通过腙键连接了封孔用的依克利达修饰的量子点(QDs-Ela),制备了一种同时检测和抑制P-糖蛋白(P-gp)的诊疗一体化纳米探针,用于体内外诊断和治疗多药耐药肿瘤。以人肝癌细胞阿霉素耐药株Bel-7402/ADR为模型,研究了多药耐药癌细胞的靶向摄取情况。纳米探针通过叶酸受体介导后进入核内体/溶酶体,在酸性环境下,介孔二氧化硅与量子点之间的腙键链接单元断裂,纳米探针表面覆盖的QDs-Ela脱附,DOX释放。脱附的QDs-Ela可以特异性地与癌细胞膜上的P-gp结合,抑制其活性,阻止细胞内DOX的外排,增加细胞内DOX的浓度。另一方面,根据量子点荧光强度关于浓度的工作曲线y=586391.2 x-26358.7,且Ela与P-gp结合的摩尔比为1:1,因此可以通过细胞膜上饱和QDs浓度计算出P-gp水平,每个细胞约有4.82×105个P-gp。体内外实验均显示了对多药耐药肿瘤治疗效果的提高,纳米探针的疗效是游离DOX的10倍。此外,与人类正常肝细胞L-O2相比,由于偶联FA的作用,纳米探针对Bel-7402/ADR细胞具有选择性靶向能力。