基于糖基化脂质体负载碳点/Ce6 的细胞识别成像及光动力学增强效应研究

PDT is a promising cancer treatment modality in which the therapeutic action can be satisfied by generating singlet oxygen in tumors regions. However，the PDT efficiency is limited due to the shortcoming of photosensitizer including lower specific recognition and hypoxia. It is key how to target cancer cell and supply self-oxygen during PDT process. In this project, glucosylated liposomes loading carbon and Ce6 molecules will be prepared to study the oriented recognition of nanocarries and PDT enhancement treatment. Carbon dot and Ce6 molecular are connected by ATP aptamer. Firstly, saccharide groups on liposome may target glycoprotein，which ensure the targeting transport of photosensitizer. Meanwhile, the interaction between ATP and ATP aptamer induce the separation of carbon dot and Ce6 in the cancer cell. The recoveried fluorescence from carbon dot can be used for cell recognition image; On the other hand, The microenvironment of tumor cells was in hypoxia state. However, there are a large number of free radicals (H2O2) generated by mitochondria. Carbon dot can catalyze H2O2 to generate oxygen molecules in acidic environment，which realizes the process of self supplying oxygen. Ce6 molecules can enhance the photodynamic effect in coordination with carbon dots. This study is of great significance for the development of photodynamic therapy.

光动力学是基于光敏材料在肿瘤区域产生单线态氧的一种重要的肿瘤治疗模式, 但目前光敏材料的特异识别性差及治疗环境的氧供给不足限制了光动力学治疗效率。如何能够实现光动力学的治疗靶向性及实现治疗微环境氧自给功能是光动力学研究中的关键问题。基于此,本项目构建糖基化的脂质体负载碳/Ce6复合体系形成多功能模式的光动力学研究平台。研究负载体上的糖基分子对肿瘤细胞表面过表达的糖蛋白靶向识别作用诱导的光敏分子的定向输运及细胞内释放问题；研究在肿瘤细胞内ATP与ATP适配体结合引起碳点和Ce6分子分离后碳点荧光恢复的细胞荧光识别成像问题；研究在肿瘤细胞微环境于缺氧状态下,碳点在微酸环境下诱导催化线粒体产生的氧化自由基(H2O2)释放氧的自供氧分子过程, 并由此产生的Ce6分子光动力学增强效率问题。该项研究对促进光动力学治疗发展具有重要意义。

该研究项目是基于光动力学研究过程中对于光敏剂的靶向识别及治疗微环境供养不足的问题展开研究的。目前光敏材料的特异识别性差及治疗环境的氧供给不足限制了光动力学治疗效率，如何能够实现光动力学的治疗靶向性及实现治疗微环境氧自给功能是光动力学研究中的关键问题。基于此,本项目构建糖基化的脂质体负载碳/Ce6复合体系形成多功能模式的光动力学研究平台。研究工作主要进行了三方面的研究工作：（1）开展对碳点的发光特性。碳点具有优异的荧光性能, 但其荧光机理目前仍然没有统一的解释，因此阐明碳点的荧光机理是十分必要的。本项目系统研究了不同制备技术对碳点的发光特性的影响，并证实了一类碳点的发光源于表面态，这是由于碳核和官能团的电子态杂化作用。另一类碳点的发光来源于其内部形成小分子荧光物质。这两种发光的最本质区别是荧光是否具有发光依赖性。由于目前关于碳点的发光的应用研究被广泛关注，因此通过该研究结果可以对不同的应用途径具有重要意义；（2）研究利用糖基化的脂质体复合体系实现对肿瘤细胞的图像监测的靶向识别。癌细胞表面覆盖着许多糖蛋白，聚糖可以表达相应的碳水化合物结合受体糖蛋白，癌细胞表面的不同糖蛋白可以识别特定的糖类分子，这可能形成癌细胞的“指纹”。本项目已制备了负载碳点的糖基化脂质体，其具有靶向识别和对肿瘤细胞HepG2细胞成像的双重功能，通过生物细胞成像实验能够确定通过糖基化复合物能够实验对肿瘤细胞的靶向识别。(3)研究碳点复合物的多功能模式的肿瘤微环境的自供氧及光动力学增强及研究，利用碳点与其它材料复合构建具有自供养效果的PDT增强平台，该研究系列结果对于形成在体的诊断治疗肿瘤研究具有重要意义。