近紅外量子點生物探針用于腫瘤靶向成像和腫瘤切除

早期檢測和隨后的手術完全切除是治療癌癥最有效的方法 , 然 而檢測靈敏度低和不能完全確定腫瘤邊緣部位是治療時面臨的兩個挑戰性的問題，基于納米顆粒的影像引導手術治療已被證明是腫瘤靶向成像和隨后的減瘤手術的有 效方法，近紅外熒光探針，如近紅外量子點具有深層組織滲透性和較高的靈敏度可用于腫瘤檢測。本研究中，合成的近紅外發光 CdTe 量子點（最大熒光發射峰為 728nm ）具有 38% 的高量子產率，將環 RGD 多肽（環精氨酸  -  甘氨酸  -  天冬氨酸肽）偶聯到量子點表面合成腫瘤特異性量子點探針，通過尾靜脈注射此量子點探針到 U87 MG 荷瘤小鼠體內，可以清楚區分出腫瘤及其邊緣部位，使用 Fluobeam-700 近紅外實時成像系統指導成功完成腫瘤切除。實驗證明，我們合成的腫瘤特異性的近紅外量子點可以作為手術中腫瘤顯像的熒光指示劑且具有很大的應用前景。

實驗儀器： Fluobeam -700 近紅外實時成像系統

實驗鼠模型建立： 實驗鼠為七周齡雌性無胸腺裸鼠（重約25g ），異種移植腫瘤模型通過皮下注射 U87MG 細胞（約 5 × 106 個每 50 微升 PBS 中）接種到小鼠的前側翼，接種四周后等腫瘤體積達到約 500 mm 3  大小進行熒光成像研究。在尾靜脈注入量子點探針前12h 僅給予喂水處理，以減少食物自發熒光的干擾。

實驗步驟： 200微升的近紅外量子點探針（ 0.3 毫克 / 毫升），制備在 2 × PBS 緩沖液中，通過尾靜脈注射。探針注射前后利用成像系統拍攝圖像，激光照射的能量密度是約 1.5 mW/cm 2 ，激發波長為690nm ，曝光時間為 100ms 。待實體腫瘤切除后用 Fluobeam 儀器檢測其熒光信號強度。

NIR QDs 理化特性： 如下圖

A: CdTe QDs  直徑為 4.5nm；  B ： DLA 實驗

C: CdTe QDs  的激發與發射光 D: 細胞毒性試驗表明， CdTe QDs 具有較低的細胞毒性

近紅外量子點探針的腫瘤靶向成像和圖像引導下的腫瘤切除：

A: 注入 cRGD-NIR 量子點探針后立即用 Fluobeam 儀器成像，未注射探針鼠作為空白對照（右邊為空白對照），結果表明靜脈注入 cRGD-NIR  量子點探針后血管（包括腫瘤血管）的熒光信號明顯加強，腫瘤部位的熒光信號強度明顯高于身體其他部位

B:尾靜脈注射探針后 48h 利用 Fluobeam 進行圖像引導的腫瘤切除

C:實體腫瘤完全切除

主動靶向和被動靶向實驗

A:偶聯上環 RGD多肽后的 CdTe  量子點探針的熒光信號強度是 CdTe  量子點信號輕度的 5倍，說明偶聯上環 RGD 肽后 CdTe  量子點探針的主動靶向性明顯增強

B:切除的實體腫瘤的熒光信號：（ 1 ）主動靶向、（ 2 ）被動靶向、（ 3 ）空白對照