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ICG載體材料用于腫瘤的光熱治療PTT和光動力治療PDT

【光熱治療(PTT)】

傳統(tǒng)的手術切除、化療、放療、生物治療已在腫瘤治療方面取得了非凡的成就，但是毒副作用、多藥耐藥等問題仍難以克服．近年來，穿透皮膚的近紅外光激活納米材料的PTT因其存在非侵襲、無毒、靶向、高效等優(yōu)勢而日益受到親睞．PTT的基本原理是在激光照射下，利用光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的高熱量來破壞消除癌細胞，其中，在癌細胞上產(chǎn)生強的光照吸收以及高的光熱轉(zhuǎn)換效率是光熱療法能否成功的關鍵．在納米材料中，如多甲川菁染料(ICG、IR-783或IR-780碘化物等)、納米顆粒金納米籠、金納米棒、單臂碳納米管對光有很強的表面等離子共振吸收效應，有很強的光熱轉(zhuǎn)換效率，可以在局部范圍內(nèi)迅速加熱，從而在腫瘤的PTT中具有明顯的優(yōu)越性．當局部溫度達到42℃以上時，癌細胞會因蛋白質(zhì)變性、DNA合成和修復的削弱、細胞內(nèi)含氧量或pH值降低等因素的影響而導致死亡。

【光動力治療(PDT)】

PDT是一種以光、光敏劑和氧相互作用為基礎的疾病局部處理的治療模式，已被美國FDA正式批準應用于局部腫瘤食管癌的治療。PDT癌癥涉及到兩步過程：首先控制光敏劑在腫瘤細胞內(nèi)形成選擇性地內(nèi)吞和滯留；隨后光敏劑被合適波長的光激發(fā)釋放出活性氧(ROS)和單線態(tài)氧，引導腫瘤細胞凋亡或壞死．ICG作為一種具有近紅外特征吸收峰的三碳花菁染料已被廣泛應用于血管造影，同時也是一種優(yōu)良的光敏劑．ICG在光照射下雖然產(chǎn)生單線態(tài)氧的量子產(chǎn)率比較低，但是能夠強烈地吸收可以深入穿透組織但不產(chǎn)生明顯熱能的700～800nm的光．然而ICG的水不穩(wěn)定性、光降解性、熱降解性和易于與脂蛋白結合導致體內(nèi)快速被清除等缺點，限制了其在腫瘤PDT方面的應用。

【ICG納米顆粒應用于癌癥的PTT和PDT】

將ICG包裹入納米顆粒，提高ICG的光穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等，避免ICG的分解及體內(nèi)清除，調(diào)節(jié)ICG的體內(nèi)循環(huán)和分布，在增強ICG對腫瘤PTT和PDT的療效方面已獲得顯著成果．Yu等[20]報道采用鹽交聯(lián)聚丙烯胺的聚合體制備了包載ICG的納米膠囊，并將其應用于PTT.他們利用納米膠囊與抗-EGFR抗體結合，使其具備靶向的性能，這些生物修飾的納米膠囊能夠特異地與EGFR受體高表達的1483人頭頸鱗狀細胞和SiHa人宮頸鱗狀細胞結合．結果表明：與EGFR受體表達量少的435細胞相比，包載ICG的靶向納米膠囊標記的1483和SiHa細胞顯示出明顯增強的熒光．在808nm激光激發(fā)下，相對于游離的ICG，靶向包載ICG的納米膠囊的細胞致死率能夠顯著提高．Zheng團隊[32]開發(fā)了包裹ICG的PEG化的磷脂納米顆粒(ICG-PEG-PL)．與游離的ICG相比該納米顆粒在水相、PBS、細胞培養(yǎng)基、血清四種不同的溶劑中顯示出更優(yōu)良的熒光穩(wěn)定性．葉酸小分子或整合素αvβ3單克隆抗體與ICG-PEG-PL交聯(lián)后，其靶向性通過葉酸受體和整合素表達水平不同的細胞進行確認．激光掃描共聚焦顯微鏡和流式細胞儀結果一致證實，靶向的ICG-PEG-PL通過配體-受體介導的內(nèi)吞能夠顯著提高ICG-PEG-PL在靶細胞的內(nèi)在化水平．在NIR激光照射后，靶向的ICG-PEG-PL吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能導致被靶向的細胞顯示出明顯的存活率降低．Zheng等[33]將整合素αvβ3單克隆抗體與ICG-PEG-PL交聯(lián)后的納米顆粒(αvβ3-ICG-PEG-PL)從鼠靜脈注射入荷U87瘤小鼠體內(nèi)，納米顆粒通過靶向識別，ICG的近紅外熒光顯示，αvβ3-ICG-PEG-PL能夠靶向整合素αvβ3高表達的U87瘤，在腫瘤位置富集形成高濃度的ICG．在NIR激光照射下，腫瘤組織中的ICG發(fā)生光熱轉(zhuǎn)換，將熱量輸送到目標區(qū)域，從而實現(xiàn)腫瘤的靶向PTT，而臨近的組織不受損傷．αvβ3-ICG-PEG-PL利用ICG的熒光標記和近紅外光吸收實現(xiàn)腫瘤診斷和PTT診療一體化。

西安瑞禧生物科技有限公司是國內(nèi)第一家有能力合成活化功能基團的ICG衍生物產(chǎn)品，包含氨基NH2、COOH羧基、NHS活化脂、MAL馬來酰亞胺、SH巰基、N3疊氮、ALK炔烴、Biotin生物素。我們還可以可以把ICG偶連各種親水疏水聚合物、各種蛋白、各種小分子、各種多肽等等。

西安瑞禧生物科技有限公司可以對各種多肽類產(chǎn)品做ICG熒光標記，具體需要什么樣的多肽，可以把多肽的序列發(fā)給我們。下面我們列一個靶向環(huán)肽cRGD的產(chǎn)品介紹:

1、ICG-c(RGDyk) 合成

按摩爾比1 : 1.2稱取ICG-NHS和c(RGDyk)，溶于DMF中，避光攪拌3 h，隨后采用純水透析純化，凍干。

2、通過TLC方法監(jiān)測反應

結果：可以看到反應產(chǎn)物中未見ICG-NHS斑點，表明ICG-NHS已完全反應，證明ICG-c(RGDyk) 合成成功。

說明：ICG-NHS極性小，隨著展開劑前移；c(RGDyk) 極性大，在該展開劑下不發(fā)生移動。c(RGDyk) 本身沒有顏色，與ICG反應后，生產(chǎn)帶顏色產(chǎn)物，在原點有顏色斑點。

西安瑞禧生物科技有限公司還可以提供以下相關產(chǎn)品：

吲哚菁綠直接標記在磷脂上:

DSPE-ICG

DPPE-ICG

DMPE-ICG

DLPE-ICG

DOPE-ICG

吲哚菁綠通過一個小分子PEG偶連到磷脂上,PEG重復單元從2-5個不等:

DSPE-PEG2-ICG

DSPE-PEG3-ICG

DSPE-PEG4-ICG

吲哚菁綠連接高分子PEG再連接到磷脂上，PEG分子量有550/750/1000/2000/3400/5000

ICG-PEG-DSPE

ICG-PEG-DMPE

ICG-PEG-DPPE

ICG-PEG-DLPE

ICG-PEG-DOPE

吲哚菁綠標記PEG末端帶活性基團產(chǎn)品,PEG分子量1000/2000/3400/5000 Da ：

mPEG-ICG

ICG-PEG-NH2

ICG-PEG-COOH

ICG-PEG-MAL

ICG-PEG-NHS

ICG-PEG-N3

ICG-PEG-Biotin

ICG-PEG-SH

ICG-PEG-OH

ICG-PEG-Alkyne

ICG-PEG-CHO

ICG-PEG-Folate

ICG-PEG-cRGD

吲哚菁綠修飾一些聚合物產(chǎn)品：

PLGA-ICG

PCL-ICG

PDLLA-ICG

Dextran-ICG

PEI-ICG

PAMAM-ICG

PLL-ICG

吲哚菁綠修飾一些共聚物產(chǎn)品：

PLGA-PEG-ICG

PCL-PEG-ICG

PLA-PEG-ICG

mPEG-PLGA-ICG

mPEG-PLA-ICG

mPEG-PCL-ICG

PLGA-PEI-ICG

Dextran-PLGA-ICG

Dextran-PCL-ICG

ICG-PEG-PEI

ICG修飾蛋白類產(chǎn)品

ICG-Avidin

ICG-Streptavidin

ICG-BSA      

ICG-Dextran

ICG-Alginate

ICG-Chitosan

ICG-Hyaluronic acid

ICG-Heparin

ICG-Ficoll

ICG-Cellulose

ICG-Concanavalin A

ICG-Transferrin

ICG-Polylysine

ICG NHS ester

ICG Vinylsulfone

ICG isothiocyanate

ICG Carboxlaic acid

ICG Maleimide

ICG amine

ICG thiol

ICG dichlorotriazine

ICG Hydrazide

ICG alkyne

ICG Avidin

ICG Biotin