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光声成像通过染料标记货物的氧化还原化学定量纳米载体药物释放

DOI：10.1002/ange.201914120 期刊：Angewandte Chemie 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 在药物纳米载体的成像技术方面已取得显著进展，但目前缺乏实时成像策略来判断药物是否从载体中释放。这一点至关重要，因为载体的药代动力学和药效学特性往往与所载药物存在显著差异。因此，我们亟需新型工具来监测纳米载体中药物释放的时间节点和释放量。本研究基于亚甲蓝的可预测氧化还原化学特性，开发了一种简便的光声监测药物释放策略：亚甲蓝在氧化态（呈现鲜蓝色并产生强烈光声信号）与还原态（无色且无光声信号）间可发生转换。我们将这种药物-染料偶联物锁定在纳米颗粒的还原态（无光声信号）中，当药物从载体释放时，染料被氧化并通过光声成像进行量化。 首先制备了在640 nm处具有强吸收特性且光声强度与浓度成正比的紫杉醇-亚甲蓝偶联物（PTX-MB），该药物与二硫苏糖醇还原剂共同封装于聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米颗粒中。载药纳米颗粒（PTX-MB@PLGA NPs）的半数抑制浓度(IC50)为78 μg mL-1。随后利用PTX-MB的氧化还原反应监测其从PLGA纳米颗粒中的释放过程：在含20%正常小鼠血清的磷酸盐缓冲液中，光声信号强度呈现670倍增长?？帕Ｔ谧畛?4小时内出现初始突释（25%），24小时后持续释放至120小时累计释放40.6%的PTX-MB。小鼠体内12小时给药研究显示，10小时后光声信号增强达649%。采用该系统治疗荧光素酶阳性CT26细胞构建的原位结肠癌模型，数据显示：与空白PLGA载体相比，PTX-MB@PLGA NPs治疗使肿瘤负荷降低44.7%±4.8%。本研究提供了一种同步监测药物释放与生物分布的直接策略。
作者： Ananthakrishnan Soundaram Jeevarathinam，Jeanne E. Lemaster，Fang Chen，Eric Zhao，Jesse Jokerst
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种基于亚甲蓝氧化还原化学的光声激活探针用于药物释放监测，并在活体小鼠模型中验证其有效性。

研究成果

该研究基于亚甲蓝的蓝色瓶反应开发了一种用于药物释放监测的光声激活探针。共轭紫杉醇以及含紫杉醇的纳米颗粒制剂在体内外均表现出抗癌抑制作用。这种方法通过共价结合可激活光声探针具有新颖性，且可应用于不同化学性质的药物分子。

研究不足

目前成像深度受限是由于680纳米激光的组织穿透力有限。亚甲蓝可经改良以吸收近红外波长，从而增强组织穿透力。

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