功能纳米材料在肿瘤光学治疗中的应用量子点.ppt

多功能上转换纳米探针在肿瘤光学治疗中的应用 Multifunctional Upconversion Nanoprobe for phototherapies of cancer 简介 上转换发光是在长波长光的（通常是红外光）激发下发射短波长光（紫外或可见光）的现象,其发光机理是基于双光子或多光子过程，也称为反斯托克斯过程。 最早发现于上世纪六十年代中期（因量子产率极低且当时没有高能激发光源未引起注意；之后激光器的广泛使用引起上转换研究的热潮） 迄今为止，上转换纳米材料（UCNPs）主要是指掺杂稀土元素的固体化合物，利用稀土离子存在着丰富的能级结构以及较长的亚稳态寿命特性，可以吸收多个光子和能量转移，将低能量光辐射转化为高能量光辐射，从而可以使人眼看不到的红外光变为可见光。 1.1 组成及晶体结构 1.2 Yb3+-Er3+上转换荧光机理图 1.3 光学性质 发射峰窄 光学稳定性好 寿命长 光色可调：掺杂物种、掺杂比例（浓度）、掺杂位置、基质类型、 混色方式 1.4 表面修饰 1.5 细胞毒性 目前细胞体外培养、动物活体实验均表明稀土掺杂的UCNPs有较好的生物相容性，但仍需进一步研究以确证  上转换纳米发光材料 Vs 传统发光材料 基于UCNPs的光能疗法 光动力学治疗 光热力学治疗 3.1 UCNPs光动力学治疗癌症 USNPs光热治疗癌症 3.1 多功能UCNPs颗粒制备 3.2 过程与方法 Fig. 6 In vivo fluorescence imaging of tumor (indicates with false color). Red color represents emission at 700 nm which comes from tissue autofluorescence; green color represents fluorescence which emitted by ICG. In vivo 654nm upconversion fluorescence monitoring during thermal therapy 结论与展望 * Fig.7 Temperature detection during in vivo thermaltherapy. Mice were injected with UCNP-RGD-ICG(1 mg/ml, 150 μl). A: Tumor thermal image (Left); normal skin thermal image (Right). B: Temperature curves of when a mouse was employed with thermal therapy (15 min, 600mW/cm2, 808 nm laser irradiation). C: tumor growth curves of mice with and without nanoprobes after irradiated with laser (808 nm 600mW/cm2). 姓名：陈平平 日期：2014/11/13 UCNPs组成及其性质 1 基质： NaYF4 较低声子能 化学稳定性好 合适的晶格场 特定波长范围内有较好的透光性 上转换纳米颗粒（UCNPS）：无机基质+稀土掺杂离子（发光中心+敏化剂） NaYF4:Yb3+/Er3+上转换荧光纳米晶是目前已知的上转换效率最高的上转 换荧光材料。 敏化剂： （对激发光吸收能力较强，将能量传给发光中心） （均匀分立的能级+较长的亚稳态寿命） 发光中心： 3 1 2 2 1 具有修饰功能基团的亲水UC纳米颗粒的制备方法和相应表面分子 其中，硅包覆法因方法成熟、生物相容性好、有大量可以用于连接生物功能分子的官能团而最常用。 配体加工 表面聚合 配体吸引 双电层聚集 在Yb/Er掺杂稀土氟化物颗粒纳米颗粒浓度为800ug/ml的环境下培养人类咽炎上皮癌KB细胞20小时后，测得细胞活性没有根本性的改变 有机荧光染料 量子点 上转换纳米颗粒 宽发射谱 光漂白 消光系数大 高量子产率 窄发射带宽 发光易调控 高光学稳定性 毒性强 闪烁发光 发射峰窄 NIR激发得到可见光 发光易调控 NIR组织穿透性强 光学稳定性好 没有背景荧光干