载硫化铋叶酸靶向相变型超声光声双模态对比剂(2) - 声学学报杂志社投稿

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载硫化铋叶酸靶向相变型超声光声双模态对比剂(2)

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摘要：

<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 FPBS-PFH-NPs纳米粒的基本特性 FPBS-PFHNPs呈圆形，形态规则，分布均一（图1A）。倒置荧光显微镜观察载DiI的FPBS-PFH-NPs散发红色荧光（图1B）。FPBS-PFH-NPs粒径为（439.）nm（图1C），Zeta电位值为（-15.）mV（图1D）。紫外分光光度法测得FPBS-PFH-NPs与单纯Bi2S3吸收光谱吸收峰相对应，在近红外光波长处均有广泛的吸光能力（图1E）。

图1 FPBS-PFH-NPs基本性能检测。A.光镜下观察FPBS-PFH-NPs；B.荧光显微镜下观察DiI标记的FPBS-PFH-NPs；的粒径；的电位；E.紫外分光光度法检测FPBS-PFH-NPs与Bi2S3吸收光谱

2.2 体外细胞寻靶实验激光共聚焦显微镜下观察叶酸靶向组 FPBS-PFH-NPs见大量红色纳米粒紧密地、特异性地结合在Hela细胞周围，表明FPBS-PFHNPs有主动靶向宫颈癌Hela细胞的能力。而非靶向组NPBS-PFH-NPs未见明显红色纳米粒与Hela细胞结合。而在负性细胞正常人肝L02细胞中，无论是靶向组还是非靶向组均未见纳米粒与 L02细胞特异性结合（图2）。

2.3 体外热致相变当加热板温度为 60℃、64℃、66℃、68℃、70℃、73℃时，光镜下FPBS-PFH-NPs的变化见图3。

图2 激光共聚焦显微镜观察体外寻靶结果，各组纳米粒与细胞分别散发红色和绿色荧光。A.非靶向组NPBS-PFH-NPs与Hela细胞未见明显结合；B.叶酸靶向组FPBS-PFH-NPs大量结合在Hela细胞周围；C.非靶向组NPBS-PFH-NPs与肝L02细胞未见明显结合；D.叶酸靶向组FPBS-PFH-NPs与肝L02细胞未见明显结合

图3 FPBS-PFH-NPs热致相变光镜汀媸盕PBS-PFH-NPs未发生明显变化；B.64℃开始出现微气泡；C.66℃时微气泡数量逐渐增多；D.68℃时微气泡体积和数量继续增加；E.70℃时部分微气泡破裂，部分融合为更大的气泡；F.73℃时更多微气泡破裂

2.4 体外声致相变及超声成像不同功率HIFU作用于FPBS-PFH-NPs后，超声回声强度较作用前增加，当功率从60 W增加到180 W时，其回声强度逐渐增强，而双蒸水组在高达180 W功率作用后的回声强度无明显变化，两者差异有统计学意义（P<0.05），见图4。

2.5 体外光致相变及超声/光声成像激光辐照后，FPBS-PFH-NPs（图5I～L）与P-PFH-NPs组（图5E～H）二维、造影模式回声强度高于双蒸水组（图5A～D），而双蒸水组辐照前后未见明显变化；而 FPBS-PFHNPs组（图6E～F）光声信号明显高于P-PFH-NPs（图6C、D）与双蒸水组（图6A、B），而后两者辐照前后均无明显变化。

图4 声致相变后的超声成像。A、I.HIFU作用前双蒸水的二维及造影模式；B、J.HIFU作用（180 W）后双蒸水的二维及造影模式；C、K.HIFU作用前FPBS-PFH-NPs的二维及造影模式；D～H.HIFU作用后FPBS-PFH-NPs的二维模式，功率依次为60 W、90 W、120 W、150 W、180 W；L～P.HIFU作用后FPBS-PFH-NPs的造影模式，功率依次为60 W、90 W、120 W、150 W、180 W；Q.不同功率HIFU作用FPBS-PFH-NPs与双蒸水组相变前后的回声强度；与双蒸水组比较，*P<0.05

图5 激光辐照前后光致相变的二维及造影模式超声成像。A、B.双蒸水组辐照前；C、D.双蒸水组辐照后；E、组辐照前；G、组辐照后；I、组辐照前；K、组辐照后，FPBS-PFH-NPs与P-PFHNPs组二维、造影模式回声强度明显高于双蒸水组，而双蒸水组无明显变化

图6 激光辐照前后的光声成像。A、B.双蒸水组，C、组，E、组；FPBS-PFH-NPs组光声成像信号明显高于P-PFH-NPs与双蒸水组，而后两者辐照前后均无明显变化

3 讨论

目前研究的靶向分子探针具有抗原性、与靶点结合率低、产量低、制备繁琐等缺点，因此，寻求一种制备简单、靶向特异性及灵敏度高的靶向分子探针成为研究热点[6]。叶酸分子具有质量小、免疫原性低、易于修饰、高度特异性、达靶点时间短等优点，当叶酸与高表达叶酸受体的肿瘤细胞特异性结合时，能够开启受体介导的主动靶向策略，实现真正意义上的肿瘤细胞分子显像及治疗，是理想的靶向分子探针[7]。叶酸受体在乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、鼻咽癌等多数上皮源性恶性肿瘤细胞表面高表达，却几乎不表达于正常组织细胞表面，具有良好的肿瘤组织特异性[8]。本研究体外寻靶实验显示，靶向组见大量FPBS-PFHNPs紧密结合在 Hela细胞周围，而非靶向组未见NPBS-PFH-NPs与Hela细胞结合，表明FPBS-PFHNPs具有良好的主动靶向宫颈癌Hela细胞的能力。由于L02细胞是正常人肝脏细胞，几乎不表达叶酸受体，故FPBS-PFH-NPs、NPBS-PFH-NPs与L02细胞作用后均未见明显特异性结合，证实FPBS-PFH-NPs对靶标的高度特异性。

FPBS-PFH-NPs的核心相变材料是PFH，沸点为56℃，室温下呈液态，不容易气化，具有良好的稳定性及低毒性，其保存或制作乳剂相对容易。当温度升高超过沸点或外界压力减小至气化压力阈值时，PFH能够由液态转变为气态，即液气相变[9]，增强超声成像效果。同时包裹的Bi2S3纳米颗粒也能改变组织声阻抗，协同增效背向散射能力，增强超声显影[10]。在体外相变实验中，FPBS-PFH-NPs随着加热板的升温，核心PFH达到气化阈值而发生液气相变成微气泡，当升温到一定程度时，微气泡就会破裂，证明PFH被成功包裹入纳米粒中并具有相变能力。当一定能量的 HIFU辐照FPBS-PFH-NPs后，其超声回声强度较作用前明显增加，随着功率增大，其回声强度逐渐增强，而双蒸水组在HIFU辐照前后均无明显变化，其原因为HIFU产生的热效应等促使PFH发生液气相变，相变的纳米粒协同增强HIFU的空化效应，发生相变的FPBS-PFH-NPs数量增多，形成更多的微气泡，气泡与周围环境声阻抗的差异明显更大，从而增强背向散射及超声显影。

文章来源：《声学学报》网址: http://www.sxxbzz.cn/qikandaodu/2021/0309/541.html