纳米光敏剂NaYF_4:Yb,Tm@NaGdF_4:Yb@SiO_2@TiO_2-Au的制备和碘标记性能

上转换纳米颗粒为发展深组织下肿瘤的成像和光动力治疗(PDT)提供契机.良好的活性氧物种(ROS)产生能力和显像灵敏度是光敏剂应用于肿瘤诊疗的前提.本研究采用吸附法将Au纳米粒(AuNPs)与聚乙烯亚胺修饰的NaYF_4:Yb,Tm@NaGdF_4:Yb@SiO_2@TiO_2纳米粒子(UST)复合,制备近红外光驱动的纳米光敏剂UST-Au,并借助Au-I~-亲和作用标记放射性核素~(131)I~-.研究了AuNPs用量对产物的形貌特征和应用性质的影响,以及光敏剂在碘标记前后的分散稳定性和ROS产生性能,分析了~(131)I~-标记的光敏剂作为单光子发射计算机断层扫描(SPECT)成像探针的可行性.结果表明AuNPs的负载使UST-Au的ROS产生能力明显优于UST.当AuNPs用量为3 wt%(重量百分比)时,光敏剂的尺寸分布较窄、zeta电位较高且ROS产生性能最佳. UST-Au对I~-的结合量随Au含量的增加而增大,对~(131)I~-的标记率超过95%,且I~-标记后光敏剂的分散稳定性和ROS产生性能无明显减弱.这些独特性能使UST-Au有望应用于SPECT影像引导的肿瘤光动力治疗.     

超声激活血卟啉杀伤S180癌细胞研究初报

血卟啉是一种有机光敏剂,它具有在肿瘤组织优先聚集的特性,可以被光激活,产生具有细胞毒性的单线态氧,多数学者认为单线态氧具有强氧化能力,对癌细胞的显微和亚显微结构具有破坏作用.根据血卟啉衍生物只有在受激发后才能产生单线态氧的特性,目前国内外学者在研究与临床治疗中均采用激光激活血卟啉的方法.但由于激光难以透入深层组织,使光动力治疗受到一定的限制,与激光相比,超声具有可聚焦于深层组织的特点,适用于不同深度部位癌组织的治疗,而且超声装置简单,造价低廉,操作方便,便于推广,因此用超声激活血卟啉代替激光具有较好的应用前景.     

原卟啉(PP)和血卟啉(HP)对DNA空间结构微观光敏损伤的特征

近几年我们从光生物物理角度,探讨了血卟啉衍生物(YHPD)的主要组分如PP,HP和DHE的原初光化学反应过程及其产生的单线态氧(~1O_2)、羟基(·OH)、超氧阴离子自由基(O_2)以及非氧自由基,并研究了这些高活性的产物对DNA、蛋白质和细胞膜的损伤特征和作用机理.本项工作用对生物大分子的结构变化高度灵敏的激光Raman光谱从分子水平研究了血卟啉衍生物的2个主要组分PP和HP对DNA空间结构微观光敏损伤的特征,再一     

仿生生物自发光纳米材料用于肿瘤光动力治疗

光动力疗法(PDT)具有高效的肿瘤细胞杀伤能力,因此被用于多种肿瘤的治疗,但是光在组织中穿透性较差,限制了光动力疗法的进一步发展.为解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的问题,本文仿生萤火虫生物发光特性,构建了可在组织内部进行生物自发光的纳米材料.选择ZIF-8对生物发光系统进行封装,并选择Mn O2对ZIF-8进行包裹以此来减少纳米粒子的毒性.该纳米粒子能够实现发光系统在肿瘤部位响应释放.同时,选择激发波长与生物发光波长重叠的光敏剂直接与发光系统相连,保证了高效的生物发光共振能量转移.本文研究证实了该纳米材料具有层次分明的核壳结构,以及良好的细胞生物相容性,可被肿瘤细胞大量摄取.进一步研究证明该纳米材料可在肿瘤细胞高谷胱甘肽的微环境中降解,释放催化酶及发光底物,并在腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)的作用下进行生物自发光.同时,细胞实验证实了发光底物可通过生物发光共振能量转移效应激发光敏剂产生活性氧,进行光动力治疗,对耐药肿瘤细胞具有良好的细胞杀伤效果.本文构建的生物自发光纳米材料具有在生物深层组织进行生物自发光激活光敏剂光动力的潜力,有望解决肿瘤光动力治疗中外部照射光组织穿透力弱的缺...     

竹红菌素衍生物在有氧条件下的光化学

竹红菌毒是一种新型光敏剂。为了克服其红光吸收弱和两亲性差的缺陷,合成了一系列竹红菌乙素（ＨＢ）的衍生物,研究了氧存在时活性氧（包括超氧阴离子、差基自由基和单重态氧）的产生。结果表明,乙素衍生物的化学结构影响超氧阴离子自由基和羟基自由基的产生效率和单重态氧的量子效率。     

激光微束照射对几种血卟啉衍生物(HPD)杀伤细胞效应的比较研究

自从Dougherty等提出血卟啉衍生物(以下简称HPD)加光辐照治疗恶性肿瘤的光敏治疗后,近年来利用激光为光源,激活HPD产生光动力学反应以诊断和治疗癌症的光动力学疗法(PDT)的进展,受到了世界各国的重视。光动力治疗癌症中光敏剂的研究和     

单线态氧与核酸碱基反应速率的测定

单线态氧(以下简写作~1O_2)是一种活性氧物质,它不仅在光敏氧化作用中产生,在机体的代谢过程中,往往也能产生,并参与体内的氧化反应。~1O_2由于它与生物分子反应时具有一定的选择性及在凝聚相中具有较长的寿命,而引起了光化学家和光生物学家的极大兴趣。它在真空中的寿命约一小时,在非极性溶剂中由于碰撞猝灭其寿命减至10~(-4)秒,在水中的寿命     

高分子孟加拉玫瑰单线态氧敏化剂的合成和评价

利用不同染料作为光敏化剂制备单线态氧,用于有机合成和某些机理的研究已有多年的历史。近年来因要求对光敏化剂存在的某些缺点进行改进例如:(1)作为光敏化剂首先要求染料能溶于反应溶液中,但它往往在多数有机溶剂中并不溶解,而使应用范围受到限制;(2)     

黑磷基纳米材料抗肿瘤研究进展

黑磷(black phosphorus, BP)作为一种新兴的二维纳米材料因其优异的性质近年来被广泛应用于肿瘤治疗中.首先, BP具有较宽的光吸收范围和较高的光热转化效率,因此在肿瘤光热治疗(photothermal therapy, PTT)中展现出巨大的应用潜力;其次,由于具有独特的电子结构, BP可以作为高效的光敏剂,在光照下产生大量的活性氧,用于肿瘤的光动力治疗(photodynamic therapy, PDT);此外, BP本身具有大的比表面积,可以作为纳米载体高效负载各种药物,进行肿瘤化学治疗.最近, BP作为放疗增敏剂在肿瘤放射治疗中也取得了不错的效果;更为重要的是, BP拥有大多数无机材料所不具备的良好生物相容性和可降解性,对机体造成的毒副作用较小,为实现其临床应用打下了坚实基础.基于以上多种优良性质, BP不仅能够满足肿瘤单一模式治疗的要求,而且在肿瘤多模式治疗中也具有得天独厚的优势.本文将从BP基纳米材料在肿瘤PTT、PDT、化学治疗、放射治疗以及联合治疗方面的研究进展进行综述,并对BP基纳米材料在未来肿瘤治疗研究中的应用前景进行展望.     

水中磺胺二甲基嘧啶与ROS的光氧化反应动力学与转化途径

磺胺类抗生素(SAs)是水环境中普遍存在的新型污染物,光降解是其在表层水体中的重要消减途径,而SAs不同解离形态的光化学转化却鲜有报道.本研究以磺胺二甲基嘧啶(SMZ)为模型化合物,考察了3种解离形态与羟基自由基(·OH)、单线态氧(~1O_2)的光氧化反应动力学,比较了活性氧物种(ROS)光氧化和直接光解的产物、途径,评估了相应的环境归宿和贡献.竞争动力学实验结果表明,3种解离形态SMZ与ROS的光氧化反应活性不同,由阳离子态到阴离子态依次增强,并且不同解离形态SMZ与~1O_2的反应活性具有数量级的差别.在天然水p H6.0~9.0范围内,SMZ与·OH反应的最小环境半减期为21.17~32.12 h,~1O_2反应的最小环境半减期为0.06~1.06 h.相对于直接光解和·OH氧化反应,SMZ的~1O_2氧化对其为表层水体中光化学归趋作用最大.通过固相萃取(SPE)富集及Agilent 6410B三重串联四极杆液质联用仪(LC-MS-MS)分析,鉴定了SMZ与ROS反应的主要产物.~1O_2氧化、·OH氧化及直接光解反应生成了不同的产物,表现为不同的反应途径.~1O_2氧化产物较为单一,而·OH氧化产物较为丰富,主要为4种不同位置的羟基化产物.以上结果对于深入理解表层水体中该类抗生素污染物不同解离形态的复合光化学行为具有重要意义.     

血卟啉衍生物HPD活性组分DHE对DNA空间结构微观光敏损伤特征

自1978年Dougherty将血卟啉的衍生物HPD用于肿瘤的临床治疗以来,世界各国的医生,学者在光动力治疗(PDT)的实验中以及HPD的组成分析和它的光化学和光物理的研究中,以及比较和评价它们对正常和恶性细胞的定位和杀伤,探讨这些光敏剂对癌瘤的作用机制和毒副作用的过程中都取得了十分瞩目的进展和成就.     

活性氧在生物学和医学中的作用

曾经有一位瑞典科学家说过:“小分子特别是水的作用是未来分子生物学的发展趋势,所以水的分子生物学将会兴起”。关于水在生物体中的作用在另一文中曾有介绍,本文着重介绍活性氧在生物学和医学中的作用,这也是属于小分子的领域。氧也有两重性,即良性与恶性。人和动物离不开氧气以及正常代谢中需要有氧的参与,这是氧的良性的一面,但氧也有恶性的一面,例如分子氧若超过1/5大气压,就会对生命有毒害作用。此外,氧还有一些活泼形式,例如氧通过单价途径的生物还原作用,就可首先产生超氧阴离子自由基 (?)_2~-以及 H_2O_2,它们之间相互作用又可生成 OH(?)自由基及单线态氧。所     

氧家族成员—单态氧—的发现及其化学的发展

直至60年代中期,原来只与天体物理学、小分子光谱学和某些气相动力学有关的单态分子氧的性质,才引起了人们的注意,发现单态氧很可能是涉及分子氧的物理、化学和生物学过程中普遍存在的中间物.单态(~1Δ_g和~1Σ_g~+)物种的高度亚稳性及其常温下的独特活性,赋予了这种物类特殊的化学意义和异乎寻常的用途.例如,已在临床中使用的对癌症的光化学治疗,其原理就是先设法使光敏剂(卟啉系化合物)吸收光子成为激发态,然后受激态将其能量传递给氧,把氧激励成亚稳的活性的“单态氧”;单态氧具有更强的氧化性,能与癌细     

用自旋捕集技术研究光照血卟啉衍生物水溶液产生的羟基自由基

利用血卟啉光敏作用杀伤肿瘤细胞治疗癌症已引起人们的广泛注意,但其作用机理并不十分清楚。一般认为血卟啉光敏作用导致细胞坏死是因为产生了具有强烈氧化作用的细胞毒素——单线态氧(~1O_2)。也有人认为光照血卟啉产生血卟啉自由基和超氧阴离子自由基。单线态氧和超氧阴离子可能诱导产生羟基自由基。自旋捕集(Spin Trapping)技术为鉴别和     

四氯化碳中的9,10-二氰基蒽敏化光氧化反应

氰基芳香化合物的光敏反应一般来说是通过敏化剂的单线态,以其电子转移的化学为特征的。Foote首先发现那些不能与单线态氧(~1O_2)反应的贫电子烯烃,如二苯基乙烯,四苯基乙烯等,在乙腈中用9,10-二氰基蒽(DCA)或9-氰基蒽(CNA)作敏化剂时,能发生电子转移光氧化反应,通过负氧离子基中间体,生成其相应的氧化产物:     

血卟啉衍生物对Bacillus subtilis转化体系的光动力作用

血卟啉衍生物(即HPD)作为光敏化剂,在恶性肿瘤的激光治疗和癌的诊断,以及它在临床上的评价受到人们普遍注意。许多研究证实激发单线态氧(~1O_2)是HPD产生细胞毒的主要因素,但详尽的阐述癌细胞致死的机制还须开展研究。有关HPD敏化的光动力作用对细胞的损伤的靶部位,一直是人们关心的问题。以往的工作多集中于膜的损伤,特别是膜脂的     

在线多参数分析光学生物传感技术的植物胁迫反应实时、无损监测

延迟荧光(delayed fluorescence, DF)是光合效率的灵敏探针. 基于定量化测量活性氧(reactive oxygen species, ROS)和DF, 发展了一植物胁迫反应监测的在线多参数分析光学生物传感技术. 利用这一生物传感器技术, 实践检测了热激蛋白101突变体(hsp101)与野生型(wild type, WT)拟南芥热激反应的差异性. 结果表明, WT拟南芥和hsp101突变体热激(40℃, 30 min)后, 其DF强度都和各自光合速率(net photosynthesis rate, Pn)表现出一致的变化趋势. 而且, WT拟南芥和hsp101突变体在热激下的DF光响应和恢复动力学特征都与各自Pn光响应和恢复动力学特征一致. hsp101突变体热激下表现出较差的光合性能, 其叶绿体发生严重的改变并生成较多的ROS. 过氧化氢酶减少ROS生成并能抑制DF强度下降, 表明光合作用性能下降可能是由热胁迫诱导的氧化损伤所致. 基于以上结果, 提出的光学传感方法有望是检测植物胁迫反应、鉴定植物抗性差异的一个有力工具.     

自旋捕集血卟啉光敏作用引发的自由基

利用血卟啉衍生物(HPD)光敏作用来诊断和治疗肿瘤是有希望的,这点已经得到了证明。目前,有关HPD光敏作用的分子机理已有一些报道,单线态氧机理的假说得到了多数的公认,但是自由基的假说也受到了人们的重视。为此,我们使用自旋捕集技术研究     

肽键对色氨酸、酪氨酸、组氨酸二肽光敏氧化的调控

在光疗中,蛋白质的损伤是由于5种氨基酸残基(色氨酸、酪氨酸、组氨酸、甲硫氨酸及半胱氨酸)的光敏氧化所引起的.但这5种氨基酸单体与蛋白质中相应氨基酸残基光敏氧化反应动力学及反应机理都有区别.例如,Tassin报道将色氨酸嵌入多肽链后会显著改变其对光敏氧化的敏感性及其反应产物.因此,在光疗研究中必须搞清楚底物的结构与发生光敏氧化能力之间的关系,其中肽键对多肽中氨基酸残基光敏氧化的调控尤其值得重视.作为对多肽的简化,本文研究肽键对含色氨酸、酪氨酸或组氨酸二肽光敏氧化的影响.这些二肽由上述3种氨基酸的氨基或羧基与不易光敏氧化的甘氨酸生成.用磷(Ⅲ)磺化四苯并三氮杂呵罗(H[TBC(SO_3H)_4P(OH)])作为光敏剂,该化合物能在水溶液中有效地光敏产生单线态氧(~1O_2).     

“DNA之父”提出抗氧化剂促癌的新观点

正[本刊讯]英国皇家学会Open Biology2013年1月9日刊登了诺贝尔奖获得者沃森(J D Watson)的一篇文章,文章提出了在目前无法治愈的癌症,尤其是晚期转移性癌症中,抗氧化剂实际上加速了癌症进程。活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)为含氧的、具有化学活性的分子,具有两面性。一方面,ROS是"生命的积极推动力",因为它们在凋亡中发挥作用。凋亡是由基因介导的一系列变