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上转换荧光探针辅助的光学成像技术在肿瘤显影中的应用研究进展
海热古·吐逊, 郭乐, 丁嘉仪, 周嘉琪, 张学良, 努尔尼沙·阿力甫
无机材料学报    2025, 40 (2): 145-158.   DOI:10.15541/jim20240058
摘要   (287 HTML17 PDF(pc) (9597KB)(89)  

肿瘤的早期诊断是癌症高效诊疗的关键基础。可视化荧光成像技术凭借其高时间-空间分辨率、高灵敏度、无电离辐射、无创和实时成像等优点, 在生物医学领域尤其是肿瘤的早期诊断中展现出巨大应用潜力。与可见光相比, 近红外(Near-infrared, NIR)光穿透生物组织时, 其受到的吸收和散射显著减少, 这一特性使得基于NIR光的荧光成像技术在生物医学领域展现出高信噪比及高空间分辨率的独特优势, 而高质量NIR荧光成像依赖于性能卓越的荧光探针。在众多荧光探针中, NIR光激发的上转换纳米颗粒(Upconversion Nanoparticles, UCNPs)因其低毒性、窄带发射、可调发射、长荧光寿命、良好的光化学稳定性以及高量子产率等优异特性, 在荧光成像领域脱颖而出。本文总结了上转换荧光探针的基本原理、合成方法、改性与修饰技术, 重点阐述了稀土掺杂上转换荧光探针在几种典型成像模式及肿瘤多模态成像中的最新研究进展, 并对进一步实现诊疗一体化的应用研究进行了展望。



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图13 NaYF4: Yb, Er@mSiO2@Ce6&α-酮戊二酸&GOx@mMnO2@HA(UCAGMH)纳米平台在乳腺肿瘤治疗中的应用[73]
正文中引用本图/表的段落
在双模态成像的基础上能否实现三模等多模态成像并应用于临床, 非常值得探讨。Yan等[73]构建了尺寸约为60 nm的NaYF4: Yb, Er@mSiO2@Ce6&α-酮戊二酸&GOx@mMnO2@HA(UCAGMH)复合智能药物递送纳米平台, 实现了荧光/CT/MRI多模态影像引导下的乳腺癌治疗和肝转移预防(图13)。MnO2被酸性物质迅速降解, 产生大量的Mn2+和O2。Mn2+可作为MRI的造影剂和理想的芬顿类药剂, 而O2通过缓解缺氧和促进葡萄糖氧化酶(GOx)对瘤内葡萄糖(Glu)的氧化, 从而促进PDT。
(a) Linear correlation between longitudinal relativities (r1) and equivalent Mn concentrations of MUCNPs@BPNs-Ce6 at pH 6, with insets showing T1-weighted MR images of MUCNPs@BPNs-Ce6 solution at various Mn concentrations; (b) Linear correlation between longitudinal relativities (r2) and equivalent Fe concentrations of MUCNPs@BPNs-Ce6, with insets showing T2-weighted MR images of MUCNPs@BPNs-Ce6 solution at various Fe concentrations; (c) Blood time activity curve for MUCNPs@BPNs-Ce6 by measuring Fe concentration; (d) In vivo MR images of the tumor of mice before and after injection with MUCNPs@BPNs-Ce6 for 24 h; (e) T1-weighted MR signals in the tumor before and after injection with MUCNPs@BPNs-Ce6 for 24 h; (f) Biodistribution results of HeLa tumor-bearing mice before and after injection with MUCNPs@BPNs-Ce6 in MRI for 24 h; (g) In vivo fluorescence images of HeLa tumor-bearing mice before and after injection with MUCNPs@BPNs-Ce6 for 24 h; (h) Ex vivo fluorescence images of organs and tumor after injection with MUCNPs@BPNs-Ce6 for 24 h; (i) In vivo ultrasonic imaging of HeLa tumor-bearing mice after injection with MUCNPs@BPNs-Ce6 for different time ...
Upconversion-nanoparticle-based smart drug-delivery platforms for multimodal imaging-guided cancer therapies
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2022
... 在双模态成像的基础上能否实现三模等多模态成像并应用于临床, 非常值得探讨.Yan等[73]构建了尺寸约为60 nm的NaYF4: Yb, Er@mSiO2@Ce6&α-酮戊二酸&GOx@mMnO2@HA(UCAGMH)复合智能药物递送纳米平台, 实现了荧光/CT/MRI多模态影像引导下的乳腺癌治疗和肝转移预防(图13).MnO2被酸性物质迅速降解, 产生大量的Mn2+和O2.Mn2+可作为MRI的造影剂和理想的芬顿类药剂, 而O2通过缓解缺氧和促进葡萄糖氧化酶(GOx)对瘤内葡萄糖(Glu)的氧化, 从而促进PDT. ...

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