1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.光热疗法机制与磁共振概述

1.1光热疗法概述

光热疗法（Photothermal therapy，PTT）是近年发展的癌症治疗方法，是利用纳米粒作为光热治疗剂，吸收近红外光，将光能转化为热能来升高肿瘤区域的温度，从而使肿瘤细胞凋亡或直接死亡的治疗方法。光热治疗一般是通过用激光照射肿瘤部位，照射一定时间后，肿瘤区温度升高，肿瘤细胞被选择性地破坏。光热疗法可引起细胞的水肿和组织坏死、线粒体膨胀、蛋白质失活等反应。温度达到55-95℃后，肿瘤细胞会在数分钟内发生明显的改变。

光热疗法中使用的激光需要有具有一定的能量和一定的皮肤穿透性。通常来说，一般采用的是可见光范围内的激光，但是人体本身含有许多可吸收光的物质，例如水、血红蛋白、黑色素等，这些物质吸收了光之后都能引起温度的上升。可见光的穿透性不强，且人体全身均含有吸光剂，因此在这种情况下，光热治疗无法有效地分辨出正常细胞和肿瘤细胞。近红外光是用于光热治疗最理想的的光热治疗光（650-950nm），这个范围内的光具有较好的穿透性，也能被纳米粒比较好地吸收，同时也具有比较小的毒性。与传统的肿瘤治疗法相比，光热疗法具有更好的靶向性，减少了对正常细胞的损伤，因此成为了非常有潜力的替代诊疗方法^[1]。

1.2 磁共振成像的概述

磁共振成像（MRI）已成为临床医学影像学检查的重要手段。对于B超、x光线以及CT来说，MRI的检查手段大为不同，由于应用电磁成像技术，其检查方式的优点与缺点都很明显。

磁共振成像具有的优点：（1）高空间分辨率（2）高软组织对比分辨率（3）无创伤、无射线检查（4）成像参数多、包含信息量大 （5）任意方向直接切层。但也具有以下的缺点：（1）设备与检查费用昂贵（2）对钙化不敏感（3）耗时长 ^[2]。

1.3光热疗法与磁共振一体化的作用机制

光热诊疗与磁共振一体化药物的作用机制是基于具有光热交换能力与成像能力的纳米粒子，引入肿瘤区域内，在各种成像技术的帮助下，如磁共振，就能够对肿瘤的位置、内部血流情况以及大小等进行即时的动态评估。再利用光热疗法对肿瘤区域进行近红外光激光照射，利用纳米材料对肿瘤细胞的熔融起到治疗的效果，同时纳米材料作为造影剂能够实时监测肿瘤的状态和形状^[3]。

2.纳米簇仿生药物的抗肿瘤的研究概况

2.1 仿生纳米药物的概述

在磁共振成像、光热疗法等方法的基础上，科学家构建了安全、稳定、有效的纳米平台，利用纳米材料来承载高效的抗肿瘤药物、高精准的肿瘤探针等，合成了整合监测、运输、治疗于一体的多功能纳米体系。目前运用的纳米体系有磁性纳米粒子、金/银纳米粒子和碳纳米粒等。

磁性纳米粒子的核心对磁具有趋向性，具有良好的稳定性能、生物相容性和磁场靶向性。磁性纳米粒子可在磁共振成像的监控下，利用磁场可控给药，利用磁热效应进行治疗，从而实现诊治一体化。

金/银纳米粒子是以金/银的金属盐作为原料来合成具有不同性质的纳米级金、银，其具有良好的生物相容性以及可调的光电特性，可实现光声成像，也可利用于光热和光动力治疗中，亦可实现药物的靶向传送，从而实现诊疗一体化^[4]。

近年来金基纳米材料也广泛应用于生物检测、成像和疾病的治疗。金纳米材料的光学性质可通过调控金纳米材料的结构和尺寸来改变，常见的金纳米材料形态有金纳米壳、金纳米星、金纳米棒等^[5]。EI-sayed课题组^[6]用聚乙二醇修饰的金纳米棒溶液静脉注射入小鼠体内，在808nm的近红外激光照射下，肿瘤细胞生长得到明显的抑制，而对照组的肿瘤细胞生长无明显变化。

2.2 磁性氧化铁的合成与表征

磁性纳米粒因特殊的物理化学性质广泛应用于诸多领域，其中Fe₃O₄纳米粒子是比较常见的磁性氧化铁纳米材料，Fe₃O₄纳米粒子的光热转换能力更好，具有更安全、更准确、更高效的特点^[7]。Chu等研究团队合成了不同形态的Fe₃O₄纳米粒子，例如六边形、球形等，进行体内外的光热效应实验^[8]。常用的合成方法有：水热法、共沉淀法、微乳液法和热分解法。以下是对四种方法的总结^[9]：

表1.四种磁性氧化铁合成方法比较

水热法的合成方法：在锥形瓶中加入20ml的乙二醇溶液，再加入1.08g的FeCl₃ #183;6H₂O，1.20g的 NaOAc，以及0.24g的C₈H₅Na₃O₇#183;2H₂O，溶解。混合均匀后，将溶液加入50ml特氟龙里不锈钢高压釜中。拧紧反应釜，反应釜在200℃加热10小时，冷却。冷却至室温后，取出沉淀物用乙醇清洗，再用去离子水清洗数次后，将产物置于水溶液中，放置在4℃冰箱中以备使用^[10]。

2.3 金复合纳米粒的合成与表征

近年来，金纳米粒因为其优势被越来越多地用作CT成像对比剂^[11][12][13],与传统的碘对比剂相比，金对X光线具有更高的吸收度，金纳米粒子具有更好的生物相容性，毒性小，而且拥有更长的血液循环时间。以Fe₂O₃@Au纳米粒的合成与表征为例：第一步：用水热反应合成Fe₃O₄纳米粒，再氧化成Fe₂O₃；第二步：使用迭代还原法将金粒子还原至Fe₂O₃表面，已得到具有不同Au厚度的Fe₂O₃@Au纳米粒^[14]。

2.4生物膜的合成及应用

为了减少机体巨噬细胞对纳米粒子的摄取以提高纳米粒子在血液中的循环时间，使用生物膜对纳米粒进行伪装。可以运用的细胞膜有以下几种：

血小板：血小板膜包被的纳米颗粒（PNP），以PLGA作为核心材料、血小板膜构成外壳组成的纳米颗粒具有血小板的各项综合性质，实验证明PNP能用于靶向和抗生素抗性细菌的治疗以及提供细胞毒性有效载荷，防止狭窄的血管部位受损。现在已有方法能使肿瘤细胞结合并激活血小板，其优势可在治疗平台与模拟成像中被运用。最近已有报道血小板包裹的颗粒被用作肿瘤和循环肿瘤细胞的药物^[15]。载有阿霉素以及与肿瘤坏死细胞相关的凋亡诱导配体（TRAIL）的纳米材料，在体内能有效地定位于肿瘤细胞，对肿瘤细胞的数量和生长起到控制作用。

粒性白细胞：白细胞是具有检测和消除异物作用的免疫细胞，用白细胞膜包裹的材料在机体内能够穿过内皮且保持其特性，例如，包裹有巨噬细胞膜的二氧化硅颗粒能够装载多柔比星用于癌症的治疗^[16]。实验显示了其延长了血液滞留时间和增强在肿瘤的积累，有效地控制了肿瘤在小鼠异种移植模型的生长。

干细胞：间充质干细胞（MSC）具有独特的肿瘤靶向能力，肿瘤对其的吸收增加。由干细胞膜包埋氧化铁纳米粒具有诊断和治疗的潜力。在涂布过程用超声处理，使干细胞膜重新组装到纳米颗粒表面。与裸露纳米颗粒相比，干细胞膜包埋磁性氧化铁纳米粒更不易被噬菌体摄取^[17][18]。

3.研究实体瘤光热治疗与磁共振成像一体化仿生药物的意义

由于生活环境的日益恶劣，人们不良的生活习惯和过大的精神压力，各类癌症高发。而传统的癌症治疗引起的不良反应大，易对人体造成伤害。目前临床上对肿瘤的治疗采用的是相对独立的诊断和治疗方法，即先利用成像技术分析肿瘤位置再通过相应的方法进行治疗。两次的诊疗时间间隔较长，可能会延误最佳治疗时间，也可能会增加病人的痛苦。

研究实体瘤光热治疗和磁共振成像一体化仿生药物能够节约传统治疗方法所需要的时间，注射药物后，利用磁纳米粒的成像能力，用磁共振成像技术检测肿瘤位置，再利用其对近红外光的吸收的光热转化能力，直接用近红外光对肿瘤区域进行照射，减少了对正常细胞的损害，降低患者痛苦，达到对肿瘤有效治疗的目的。

但是磁性纳米粒子存在易被巨噬细胞摄取、生物分布不均匀、血液滞留时间短的问题，这些问题影响了磁性纳米粒子在肿瘤治疗方面的应用。通过给磁性纳米粒包裹上仿生物外壳，磁性纳米粒能够保持其光热转换能力和磁共振成像能力，又能改变在体内的代谢途径，减少巨噬细胞的摄取。更重要的是，仿生磁性纳米粒子能优先积累在肿瘤细胞中，达到更好的治疗效果，对正常细胞的损伤也大大降低。实体瘤光热治疗和磁共振成像一体化仿生磁性纳米药物具有巨大的发展前景。

文献翻译

[1]查正宝，可视化光热治疗用微纳米近红外吸收剂的应用[D]，哈尔滨工业大学，2013

[2]黄渝然，磁性纳米夹心结构用于磁共振成像制导癌症光热治疗的研究[D]，重庆大学，2013

[3]苏云燕，基于新型普鲁士蓝纳米材料的乳腺癌诊疗一体化的研究[D]，南京大学，2016

[4]邵丹，多功能纳米粒子在肝癌诊疗一体化中的应用研究[D]，吉林大学，2015

[5]程亮，汪超，刘庄，功能纳米材料在肿瘤光学治疗中的应用，苏州大学功能纳米与软物质研究院

[6]Dickerson EB,Dreaden EG,Huang,X,et al.Gold nanorod assisted near-infrared plasmonic photothermal therapy (PPTT) of squamous cell carcinoma in mice[J].Cancer Lett,2008,269(1):57-66.

[7]袁罡，聚乙二醇化Fe₃O₄作为光热治疗剂对大鼠C₆胶质瘤细胞光热治疗的可行性研究[D]，吉林大学，2015

[8]Chu M,Shao Y,Peng J,et al.Near-infrared laser light mediated cancer therapy by photothermal effect of Fe₃O₄ magnetic nanoparticles[J].Biomaterials.2013,34(16):4078-4088

[9]楚林疋，磁性Fe₃O₄纳米材料表面修饰及相关性能研究[D]，山东大学，2013

[10]Xiaoqing Ren,Rui Zheng,Xiaoling Fang,Xiaofei Wang,Xiaoyan Zhang,Wuli Yang,Xiangyi Sha,Red blood cell membrance camousflaged magnetic nanoclusters for imaging-guided photothermal therapy[J].Biomaterials.2016;9213-24

[11]Pengo P, Polizzi S, Battagliarin M, Pasquato L, Scrimin P. Synthesis, characterization and properties of water-soluble gold nanoparticles with tunable core size. Journal Of Materials Chemistry. 2003, 13(10): 2471-2478.

[12]Kim D, Park S, Lee JH, Jeong YY, Jon S. Antibiofouling polymer-coated gold nanoparticles as a contrast agent for in vivo X-ray computed tomography imaging. Journal Of The American Chemical Society. 2007, 129(24): 7661-766

[13]Popovtzer R, Agrawal A, Kotov NA, Popovtzer A, Balter J, Carey TE, Kopelman R. Targeted gold nanoparticles enable molecular CT imaging of cancer. Nano Letters. 2008, 8(12): 4593-4596.

[14]张松，CD105靶向金磁纳米粒的合成及其对乳腺癌血管生成的MRI和CT实验研究[D],第三军医大学，2014

[15]Hu Q, Sun W, Qian C, Wang C, Bomba HN, Gu Z. Anticancer platelet-mimicking nanovehicles.[J] Adv Mater. 2015;27:7043#8211;7050.

[16] Xuan M, Shao J, Dai L, He Q, Li J. Macrophage cell membrane camouflaged mesoporous silica nanocapsules for in vivo cancer therapy[J]. Adv Healthc Mater. 2015;4:1645#8211;1652.

[17] Lai PY, Huang RY, Lin SY, Lin YH, Chang CW. Biomimetic stem cell membrane-camouflaged iron oxide nanoparticles for theranostic applications[J]. RSC Adv. 2015;5:98222#8211;98230.

[18]Diana Dehaini, Ronnie H Fang, Liangfang Zhang，Biomimetic strategies for targeted nanoparticles delivery[J].Bioengineeringamp;Translational Medicine.2016;1:30-46.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.研究或需解决的问题：

（1）磁性氧化铁-金复合纳米粒的合成与表征；

（2）血小板分离纯化与血小板膜的制备及表征；