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上转换纳米粒子分子天线增敏实现温度监控的光热疗
Authors Wei Y, Liu S, Pan C, Yang Z, Liu Y, Yong J, Quan L
Received 29 October 2019
Accepted for publication 1 February 2020
Published 2 March 2020 Volume 2020:15 Pages 1409—1420
DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S236371
Checked for plagiarism Yes
Review by Single-blind
Peer reviewer comments 2
Editor who approved publication: Dr Thomas J Webster
背景:光热疗法在临床中需要精确、实时的温度监控。上转换纳米粒子是一种能够同时用于温度检测和光热吸收剂负载的值得推荐的纳米材料。然而,纳米粒子发光弱、依赖多重激发才能实现温度检测和热疗的缺点限制了其应用。
材料和方法:NaYF4:Yb3+,Er3+,Nd3+,PL-PEG-NH2,IR-806 和叶酸被用来组建纳米探针。纳米探针同时整合了高效的光热转换和灵敏的温度检测用于实现精确的光热疗。由于构建探针的上转换纳米晶掺杂了 Yb,Er 和 Nd 离子,因此可以被 808nm 近红外光激发,修饰在纳米晶表面的 IR-806 染料分子则用来作为分子天线进一步强烈吸收近红外光子实现高效光热转换和能量传输。
结论:当 808nm 激光的照射时,上转换纳米晶借助于 Nd 粒子的直接光吸收和 IR-806 FRET 能量转移的双重作用增强了发光,其中 520nm 和 545nm 的发光实现了温度的精确监测。分子天线的强烈吸收显著同时提高了材料的温升,修饰的生物兼容性分子使纳米探针成功地分布到肿瘤细胞和肿瘤组织中。细胞实验表明,该纳米粒子的光热效应成功实现了肿瘤细胞的高效杀伤。小鼠实验显示,激光照射下肿瘤处的温度明显升高,被照射组织显现出坏死和细胞死亡的效果。
结论:高效的光热吸收和精确的温度监测相结合实现了精准的光热治疗。该方法未来可望应用于肿瘤治疗和微区的温度监测。
关键词:温度,光热疗,分子天线,上转换纳米粒子
