基于不对称有机–无机纳米粒子比率型光声探针的肿瘤微环境精确光声成像与实时检测研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21874024
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    宋继彬
  • 依托单位：
    福州大学
  • 学科分类：
    B0405.化学成像
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

We will design and prepare Janus organic-inorganic nanoparticles (NP) (semiconducting polymer-gold nanoparticle aggregation) as ratiometric photoacoustic (PA) probe for PA imaging and real-time detection of the tumor microenvironment. In the Janus NP, the semiconducting polymer provides standard PA signal, and PA signal of the gold nanoparticle assembled nanostructures changed with the tumor microenvironment (pH, GSH, H2O2, et al.) serves as responsive PA signal, thus the ratio of these two PA signals can be used for accurate imaging and detection of the tumor microenvironment. Then, a series of different kinds of ratiometric PA probe will be developed for imaging of the microenvironment of four kinds of tumor in their different growth stages. There are some comment factors in different kinds of tumor, such as acid environment and high concentration of GSH and H2O2. The PA probe can fast, dynamic, and safely demonstrate the tumor microenvironment, showing the relationship between it and the tumor therapy and transfer.
本课题将设计制备不对称有机-无机纳米粒子（半导体聚合物-纳米金聚集体纳米粒子）作为新型的比率型光声探针，用于对肿瘤微环境精确光声成像与实时定量检测。在该不对称纳米粒子中，半导体聚合物部分提供稳定的标准光声信号，对肿瘤微环境（pH, GSH, H2O2等）敏感的纳米金聚集体部分提供精确的响应性的光声信号，两个光声信号的比值可作为比率型的光声信号去检测肿瘤微环境。将开发一系列可用于活体成像的比率型光声成像探针，用于对四种不同类型的肿瘤的微环境的精确光声成像与实时检测，近而建立制备比率型光声探针的可行性及理论依据。因为肿瘤微环境中存在一些共同的因素可以被用于检测，比如高酸度、高浓度谷胱甘肽与过氧化氢等，该光声探针得到的比率型光声图像能够快速、动态、无创地描绘肿瘤微环境的特定区域，近而有望研究肿瘤微环境与肿瘤治疗及转移倾向之间的关系。

结项摘要

光声成像作为一种新型的非侵入式成像技术，近年来在疾病精准诊断和疗效实时监测中发挥着重要作用。但传统的光声纳米探针依赖于单一光声强度信号输出，易受探针浓度及仪器因素等干扰，难进行活体分子定量检测。本项目成功构建了一系列有机-无机不对称纳米比率探针，发展了疾病特征分子响应策略在活体精准成像和疾病诊疗中的应用。在4年的研究中，我们通过精准调节原位生长于纳米金粒子表面的聚合物的量调控不对称纳米粒子的组装形态，进而调节纳米金聚集体的光声信号。同时，在不对称纳米粒子探针中，半导体聚合物部分不受微环境影响，可提供稳定的标准光声信号，纳米金聚集体的光声信号会随外界环境变化而改变，从而实现响应性活体比率型光声成像，用于肿瘤特征分子的比率光声成像和定量检测，为疾病精准诊疗提供新思路。在本项目的支持下，取得了以下研究成果：以通讯/第一作者身份发表高水平论文80篇，主要包括J. Am. Chem. Soc.(1篇), Angew. Chem. Int. Ed. (11篇), Adv. Mater. (3篇), ACS Nano (5篇), Adv. Funct. Mater. (10篇), Small (4篇)，Nano Lett. (2篇), Anal. Chem. (6篇), Theranostics (4篇), Nano Res. (3篇), Sci. China Chem. (2篇) 等；授权和申请中国发明专利5件；培养博士后3名，博士研究生4名，硕士研究生6名。

项目成果

期刊论文数量（80）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（5）
Near-Infrared Light-Triggered Sulfur Dioxide Gas Therapy of Cancer
近红外光引发的二氧化硫气体治疗癌症
  • DOI：
    10.1021/acsnano.8b08700
  • 发表时间：
    2019-02-01
  • 期刊：
    ACS NANO
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Li, Shihua;Liu, Rui;Yang, Huanghao
  • 通讯作者：
    Yang, Huanghao
In Vivo X-ray Triggered Catalysis of H2 Generation for Cancer Synergistic Gas Radiotherapy
体内 X 射线触发催化产生氢气用于癌症协同气体放射治疗
  • DOI：
    10.1002/anie.202100002
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Angew. Chem. Int. Ed.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wu Ying;Su Lichao;Yuan Meng;Chen Tao;Ye Jiamin;Jiang Yifan;Song Jibin;Yang Huanghao
  • 通讯作者：
    Yang Huanghao
Structural Transformative Antioxidants for Dual‐Responsive Anti‐Inflammatory Delivery and Photoacoustic Inflammation Imaging
用于双重响应抗炎传递和光声炎症成像的结构转化抗氧化剂
  • DOI：
    10.1002/ange.202100873
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Angew. Chem. Int. Ed.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhao Caiyan;Chen Jingxiao;Ye Jiamin;Li Zhi;Su Lichao;Wang Junqing;Zhang Ye;Chen Jinghua;Yang Huanghao;Shi Jinjun;Song Jibin
  • 通讯作者：
    Song Jibin
Near-Infrared-II Nanomaterials for Fluorescence Imaging and Photodynamic Therapy
用于荧光成像和光动力治疗的近红外-II 纳米材料
  • DOI：
    10.1002/adom.202002177
  • 发表时间：
    2021-02-18
  • 期刊：
    ADVANCED OPTICAL MATERIALS
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Lin, Hongxin;Lin, Zexi;Song, Jibin
  • 通讯作者：
    Song, Jibin
Janus Nanoparticles: From Fabrication to (Bio) Applications
Janus 纳米粒子：从制造到（生物）应用
  • DOI：
    10.1002/acsnano.01146e
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACS Nano
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Zhang Xuan;Fu Qinrui;Duan Hongwei;Song Jibin;Yang Huanghao
  • 通讯作者：
    Yang Huanghao

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其他文献

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宋继彬的其他基金

新型肿瘤放疗增敏及疗效实时成像评估体系的构建及应用研究
  • 批准号：
    U21A20377
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    260.00 万元
  • 项目类别：

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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