地区：上海市 宝山区
关键词：福建师范大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001156
成果描述：
| 该项目属于信息科学中的前沿交叉学科生物医学光子学领域。光动力疗法（Photodynamic Therapy，PDT）是一种联合利用光敏剂、光和氧分子，通过光动力反应产生具有生物毒性的单线态氧（singlet oxygen, 1O2）选择性地治疗恶性和良性病变的靶向精准疗法，PDT已成为继手术、放疗和化疗之外治疗肿瘤的第四种疗法。临床治疗中，如何精确量化PDT剂量，并根据患者的个体差异进行剂量的实时检测、调整和优化已成为亟待解决的挑战性难题。该项目同时开展了PDT中1O2产量的直接和间接定量检测技术与方法研究，创新性成果包括：开发一种具有氧分压和光敏剂荧光监测功能的1O2发光检测系统，通过利用脉冲光源、滤光轮，以及自行设计的光学系统和LabVIEW操控软件平台，在优化鉴别器中阈值电压对1O2在1270 nm发光信号影响的基础上，成功实现了光敏化1O2发光光谱的时间和光谱分辨检测，已获得发明专利授权。设计并研发用于直接检测1O2发光的成像系统，其中光学收集系统采用大孔径的双高斯透镜组，以最大限度地提高收集效率，同时消除彗差、畸变和倍率色差等垂轴像差，以提高成像质量。该镜头具有大数值孔径，小光学畸变（<0.1%）且实现对靶向组织实现1:1比例成像，图像分辨率为30微米。其次，为了在光谱上甄别和有效提取1O2发光信号，采用了三片带通滤光片（1215，1270，1315nm），其中1215和1315 nm采集的信号之和的一半强度作为背景信号强度，将1270nm的信号强度减去背景信号强度实现对发光信号的量化提取，首次获得了活体小鼠鼠背皮窗模型微血管中1O2发光的空间分辨图像。建立利用Singlet Oxygen Sensor Green（SOSG）定量检测光敏剂1O2产量的新方法。通过测量不同浓度SOSG与光敏化产生1O2的反应动力学过程，得到了SOSG与1O2反应的初始反应速率。根据初始反应速率与SOSG浓度的关系曲线，获得了SOSG定量检测1O2的优化条件，并利用已开发的1O2发光检测系统对SOSG的定量检测结果进行验证。该方法已被国内外众多研究小组应用于测定1O2产量和新型光敏剂的1O2量子产率。提出利用SOSG荧光探针对1O2进行间接成像的新技术，并应用于研究1O2在活体CNE2细胞中的扩散距离。结果表明：生成于细胞膜中的1O2能够逃逸出细胞，而生成于细胞核中的1O2则无法扩散足够的距离并逃逸出细胞，首次通过实验设计直接证实了1O2在细胞中扩散距离小于85nm。该成果共发表论文31篇，其中SCI收录16篇。论文被他引162次，其中SCI他引89次。出版专著1章节，授权发明专利2项。应邀在IPA, Photonics Europe和Photonics Asia等国际重要学术会议做邀请报告6次，2篇论文获得国际会议优秀论文奖，并为SPIE Newsroom撰写技术亮点研究进展。 |
