基于在上转换纳米粒子基础上的光动力学治疗中溶解氧探测的ROS动态的分析
Esmaeil Heydari1, Sepideh Delavari2, Motahareh Jafarpour2
1Nanophotonic Sensors and Optofluidics Lab, Faculty of Physics, Kharazmi University, Tehran 15719-14911, Iran; Center for International Scientific Studies & Collaborations (CISSC), Ministry of Science Research and Technology of Iran, Tehran, Iran.
Journal of photochemistry and photobiology. B, Biology
|December 2, 2025
概括
这项研究量化了上转化纳米粒子 (UCNPs),孟加拉 (RB) 光敏剂和培养基对光动力疗法 (PDT) 中反应性氧物种 (ROS) 生成的贡献. 使用新型传感器的实时监控优化了基于UCNP的PDT用于癌症治疗.
科学领域:
- 纳米技术和生物医学工程
- 摄影化学和光物理
- 癌症治疗方法 癌症治疗方法
背景情况:
- 光动力疗法 (PDT) 利用反应性氧物种 (ROS) 消除癌细胞.
- 上转化纳米粒子 (UCNPs) 能够激活近红外 (NIR) 光,改善PDT的组织透.
- 实时监测ROS动态对于优化PDT至关重要,但与传统方法具有挑战性.
研究的目的:
- 在基于UCNP的PDT中,量化评估UCNP,光敏感剂 (RB) 和培养基对ROS生成的个人贡献.
- 为实时ROS分析引入新的指标 (中等激活时间,最大PL寿命变化,时间到最大PL寿命变化).
- 优化UCNP和RB度,以提高体外PDT的疗效.
主要方法:
- 开发和实施3D打印的光流体溶解氧 (DO) 传感器,通过光发光 (PL) 间接检测ROS.
- 使用A375黑色素瘤细胞进行MTT测定,以确定NaYF4:Yb3+,Tm3+UCNP和孟加拉 (RB) 光敏剂的最佳度.
- 在体外PDT实验中,使用980nm的NIR激光来激活UCNP和实时监测ROS.
主要成果:
- UCNP,RB和细胞培养基对光发光的总寿命变化 (Δτ) 分别贡献了约25%,26%和4%.
- 通过所有组件的联合存在和激活,实现了最大的PDT性能,从而达到最高的ROS水平.
- 激光激发介质或单独UCNP (没有RB) 诱导部分ROS生成,突出了它们固有的作用.
结论:
- 该研究成功量化了基于UCNP的PDT中关键组件的相对贡献,使用一种新的实时ROS监测方法.
- 这些发现为改进基于UCNP的PDT策略和优化光敏剂配方以改善癌症治疗提供了关键的见解.
- 开发的光流体传感器和引入的指标为PDT的机制研究和治疗优化提供了强大的工具.
