摘要
癌症是世界范围内主要公共卫生问题之一，严重威胁人类的生命健康，癌症相关的诊断治疗一直是科学研究的热点。目前临床上关于癌症诊断的方法相当有限，且存在着诸多局限性；癌症治疗目前也停留在手术切除、化疗、放疗等传统治疗方式。近年来，小分子染料的光学成像和治疗手段由于具有安全性高、易修饰等优点，在肿瘤的诊断和治疗中备受关注。使用小分子染料的荧光成像（FLI）与光声成像（PAI）可用于癌症诊断，指导肿瘤手术切除等；同样使用小分子染料的光疗可分为光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT），这两种疗法分别通过产生具有细胞毒性的活性氧（ROS）和热能来实现肿瘤消融，但单一PDT或PTT疗法在癌症治疗应用中都有其相应局限性。因此，设计同时具有荧光成像和光疗功能的小分子染料，对光学试剂的临床癌症诊疗应用具有重要意义。 本文以小分子染料为研究对象，通过对分子化学结构进行合理设计、修饰，分别得到荧光探针 DBen-YD 和光敏染料 CS-2I，从而实现对肿瘤成像诊断和治疗的目的。具体内容如下： （1）线粒体粘度是细胞内重要的物理微环境参数，线粒体粘度异常与包括肿瘤在内的多种疾病有关。为此，设计开发了近红外荧光探针DBen-YD。DBen-YD不仅表现出良好的生物相容性，还具有粘度特异性响应功能，在高粘度环境下由于分子单键旋转受到限制，表现出较高的荧光量子产率（0.0803）。且由于吲哚盐的作用，DBen-YD 表现出优异的线粒体共定位（共定位系数 0.95169），因此能够实现对线粒体自噬过程中粘度变化的检测和对正常细胞与肿瘤细胞的区分。 （2）单一荧光探针不能满足对肿瘤诊断和治疗的需求，此外，由于荧光成像的穿透性差，使其在肿瘤的应用相当有限。因此，构建一种具有多模态成像和治疗功能的染料分子，对于实体瘤的诊疗一体化意义重大。基于罗丹明染料母体，引入不同卤素原子修饰，得到 CS-2H、CS-2F、CS-2Cl、CS-2Br、CS-2I 五个染料分子，通过对荧光信号、光声信号、光动力效果和光热效果对比发现 CS-2I 同时具有上述功能。在体内外实验中，CS-2I 不仅能够进行荧光和光声的双模态成像，同时由于光动力和光热强大的协同治疗效果，实现了对小鼠肿瘤完全消融。
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