光动力学疗法新型光敏剂的光谱特性研究

实验研究了用于光动力学诊断和治疗的新型光敏剂二磺基二邻苯二甲酰亚胺甲基酞菁锌（ZnPcS2P)癌光啉（PsD-007)、血啉甲醚（HMME）以及早期应用于临床的血卟啉衍生物（HpD)分别在生理盐水和含10％人血清生理盐水中的光谱特性。结果表明：除ZnPcS2P2的最大吸收峰位于670nm之外，其余三种光敏剂在人血清环境中的最大吸收峰都位于405nm处，但与生理盐水环境相比索瑞（Soret)峰发生了12nm的红移。在波长为413和514.5nm光源激发下，HMME，HpD和PsD-007在人血清环境中的荧光发射峰都分别位于625和690nm，但413nm光源的激发效率比514.5nm光源高出3倍左右，而且HEEM的荧光激发效率最高，HpD次之，PsD-007最低。     

新型光动力学疗法光敏剂5-ALA-GNPs的制备及其光谱分析

通过聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐和氯金酸制备阳离子纳米金,将纳米金和5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, 5-ALA)通过静电吸附作用有效结合得到新型光敏剂。应用共振瑞利散射光谱, 紫外-可见吸收光谱, 透射电镜和激光散射等方法对其进行了表征。结果表明通过这种方法纳米金与5-ALA可以有效结合。这种新型光敏剂对提高光动力学疗法临床疗效具有重要指导意义。     

发光二极管应用于光动力学疗法的可行性分析

讨论了发光二极管(Light-emitting-diode,LED)在航天医学中作为激光器的替代光源用于光动力学疗法(Photodynamic therapy,PDT)的可行性。分析了发光二极管用于光动力学疗法的优势,介绍了LED用于不同类型光敏剂进行PDT治疗的实验研究,概括了LED-PDT治疗系统在国内外的研制现状。说明了LED替代激光器作为PDT的激发光源是可行的。LED作为我国航天医学领域中的一种重要光源,为维护航天员的健康将会发挥重要作用。     

一种用于细胞操作的单光纤光镊研究

采用一种抛物线形光纤针作为基本器件,设计制作了单光纤光镊系统.用时域有限差分（Finite Difference Time Domain,FDTD）的方法仿真了抛物线型光纤探针的出射场,并在稳态场下通过对麦克斯韦应力张量积分求出不同介质球半径和折射率情况下,介质球受到的横向和纵向光作用力.实验中此单光纤光镊系统实现了对水中酵母细胞的空间捕获,并且结合两个抛物线形光纤针实现了酵母细胞在两个光势阱中的转移交接.这种单光纤光镊系统结构简单、紧凑,操纵灵活,便于调整.可以适应更多的生物细胞和生物分子的光微操作需求.     

有核细胞的弹性光散射模型

提出一种新型的同心椭球构成的同心椭球（CEM）模型来模拟有核细胞,以瑞利-德拜-甘斯（Rayleigh-Debye-Gans）近似理论为基础,对细胞内不同部分的传播常量加以修正,用该模型代替球系列模型,研究其光散射特性。结果表明同心椭球模型更精确地反映了非球形有核细胞光散射的真实情况,同时其前向、侧向及后向光散射精细谱的呈现,可以在庞杂的细胞中辨别不同的细胞类型,较好的应用于细胞的变形性研究和细胞分类研究的领域。     

光动力作用可致人肝癌细胞HepG2凋亡的实验研究

为探讨光动力作用（PDT）对体外培养的人肝癌细胞HepG2的杀伤效应，应用体外培养的人肝癌细胞HepG2，采用血卟啉衍生物（HPD）为光敏剂，用He-Ne激光器（波长632．8nm，能量密度120J／cm^2）进行激光照射，以系列浓度经不同剂量的光照后用MTT法测定PDT对肝癌细胞的相对抑制率，流式细胞仪检测其凋亡率．发现随光敏剂浓度的升高和照光剂量的增加，光动力作用对细胞的相对抑制率逐渐增大，在低光动力剂量下明显上升，随后上升渐趋缓慢达平台期．取在特定的光动力剂量下，肝癌细胞出现明显的凋亡现象，与对照组有明显的差异．实验结果表明，光动力作用下对体外培养的人肝癌细胞具有明确的杀伤效应，其机理可能与细胞凋亡有关．     

鲜红斑痣光动力治疗中皮肤光谱特点的变化

尝试利用漫反射光谱和荧光光谱检测鲜红斑痣皮肤在光动力治疗中的变化特点,用于分析治疗中组织光学特性的变化,指导光剂量的制定.在光动力治疗中,采用微型光纤光谱仪监测PWS皮肤的漫反射光谱和荧光光谱,结合PWS结构特点以及皮肤中主要吸光基团的吸收光谱,分析术中、术后相关组织成分变化及对应的光学特性变化.PDT治疗中PWS皮肤...     

超声激活血卟啉对B16小鼠黑色素瘤细胞杀伤作用的研究初报

采用MTT法检测,经超声、超声 血卟啉分别作用后细胞线粒体内琥珀酸脱氢酶的活性,研究超声激活血卟啉对体外培养的B16小鼠黑色素瘤细胞的杀伤作用。结果表明:1.6MHz超声对B16小鼠黑色素瘤细胞辐照5min可表现出明显的杀伤效应,而超声协同被激活的血卟啉对B16细胞的杀伤作用比单纯超声的杀伤效应更加明显,且有显著性差异。     

不同的光透明剂对在体人皮肤组织光学透明的反射光谱研究

研究了经三种不同类型的透明剂处理后的在体人皮组织在波长为400～1 000 nm范围内随时间变化反射光谱特性的变化及各组于580 nm处分别在0～60 min时间段各组反射光谱的改变程度.实验采用USB-4000光纤光谱仪分别获取经丙三醇、葡萄糖及丙二醇处理在体人皮肤组织前后的在0,10,20,30,40,50和60 ...     

噻酮对离体乳猪皮肤光透明效果影响的实验研究

研究一种新型促渗剂——噻酮对皮肤组织光透明效果的影响。分别用单纯聚乙二醇400(PEG400)溶液以及PEG400与噻酮的混合溶液作用于含角质层及去角质层的离体乳猪皮肤,利用积分球系统动态检测样品对632．8 nm光的透射率变化,并对样品拍照获得直观图。结果表明:混合溶液作用于两种皮肤模型后,其光透明性均有不同程度的增加,即衰减系数降低;比较去角质层皮肤与含角质层皮肤的衰减系数的变化,前者比后者大19倍;单纯的PEG400仅对去角质皮肤有一定的光透明效果,并且所导致的皮肤衰减系数的降低仅为混合液作用后的2/3。因此,噻酮作为良好的促渗剂能与PEG400产生协同效应,有效提高皮肤光透明效果。     

关于PDT光敏剂敏化效应光谱及其量子产率的研究

从实验的角度研究了HA光敏剂激发态的敏化特性,建立了单态氧量子产率在近红外区的荧光光谱测量系统,测定了HA光敏剂的单态氧量子产率为0．78。结果表明,该类光敏剂具有较强的敏化效应,是一类有前途的光动力治疗(PDT)候选光敏剂。     

Photodynamic Therapy of Human Hepatoma Using Semiconductor Quantum Dots as Sole Photosensitizer

Currently, the studies about photodynamic therapy (PDT) of human cancers have made considerable progress and attracted tremendous attention. The existing photosensitizers used for PDT are mainly organic compounds. In order to enhance their photosensitizing efficacy, some studies reported hybrid photosensitizers consisting of inorganic quantum dots (QDs) and organic photosensitizers. Herein, a new type of photosensitizer consisting of sole semiconductor CdTe QDs with good photosensitizing efficacy, excellent water dispersibility, and stability is reported. The photosensitizer is prepared through a facile one‐step strategy using sodium hyaluronate as a stabilizing and targeting agent. Different from most of the previous reports, the as‐prepared QDs do not show inhibition effects on normal cells in the experimental concentration range, but can also be directly utilized as a photosensitizer to specifically and remarkably inhibit the proliferation of human hepatoma cells. Mechanism studies reveal that the QDs could be specifically internalized by hepatoma cells, considerably induce the generation of intracellular reactive oxidative species under light illumination, and significantly induce the necrosis of hepatoma cells. This work provides an inspiration for the direct application of QDs as a new type of photosensitizer to specifically and significantly treat human hepatoma through PDT.     

Photodynamic Therapy for Cancer Cells Using Metal-Halide Lamps

New metal-halide lamps were developed and their effect on the efficiency of photodynamic therapy (PDT) for cancer cells, murine thymic lymphoma cells (EL-4), was investigated. 5-Aminolevulinic acid-induced protoporphyrin IX was used as a photosensitizer. The metal-halide lamps were made by introducing sodium iodide (Na lamp), lithium iodide (Li lamp), and sodium iodide-lithium iodide mixture (Na-Li lamp) into their discharge tubes. These lamps emitted light in the range of 550 to 750 nm and had specific emission peaks at 580 and 600 nm for the Na lamp, 580, 610, and 680 nm for the Li lamp, and 580, 610, and 675 nm for the Na-Li lamp. Changes in the survival rate of EL-4 with increasing irradiation time indicated that PDT efficiency of the lamps increased in the order Li lamp < Na lamp < Na-Li lamp. We also found that a dark interval during irradiation of the light with the Na-Li lamp enhanced PDT efficiency.     

Photodynamic Therapy for Cancer Cells Using a Flash Wave Light Xenon Lamp

We determined photodynamic therapy (PDT) efficacy using a flash wave (FW) and a continuous wave (CW) light, of which the fluence rate was 70 W/cm², for murine thymic lymphoma cells (EL-4) cultivated in vitro. The irradiation frequency and the pulse width of the FW light were in the range of 1–32 Hz and less than one millisecond, respectively. 5-Aminolevulinic acid-induced protoporphyrin IX (ALA-PpIX) was used as a photosensitizer. When EL-4 with ALA administration was irradiated by the light for 4 h (irradiation fluence: 1.0J/cm²), the survival rate of EL-4 by the FW light was lower than that by the CW light, except for the FW light with irradiation frequency of 32 Hz, and decreased gradually with decreasing irradiation frequency. Moreover, the FW light, especially at lower irradiation frequency, was superior to the CW light for the generation of singlet oxygen in an aqueous PpIX solution. Therefore, thehigher PDT efficacy for EL-4 of the FW light would be caused by the greater generation of singlet oxygen in the cells.     

PDT光敏剂HA在不同液相体系下的光谱特性研究

为了对候选光敏剂竹红菌甲素(HA)进行改性并保持其优异的敏化特性,对HA的光谱特性和激发态性质作了进一步的指认。系统研究了HA在不同液相体系下的吸收和荧光光谱,对指认HA的光谱和电子跃迁的机制提出了新的依据,结果表明,吸收带I产生于π-π*跃迁,吸收带Ⅱ和Ⅲ产生于P-π共轭所导致的L→aπ跃迁的电子振动结构;荧光发射带I和Ⅱ是产生于同一跃迁机制S1(L,aπ)→S0的正常荧光的振动结构。     

Procedure for quantitative determination of effectiveness of photoinduced destruction of malignant tumors

We have developed a procedure for analysis of the functional status of blood vessels in tumor tissues using computer-assisted color scanning of tumor slices and also for a quantitative assessment of the effectiveness of photoinduced destruction of tumor tissues in animal experiments. Its major advantage is direct determination of the size of the tumor necrosis zone. The procedure has been tested in an experiment on three strains of malignant tumors with different morphologies. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 73, No. 4, pp. 521–524, July–August, 2006.     

卤代对苝醌类光敏剂光敏活性影响的量子化学研究

以一种新型的醌类光敏剂—菌生素 (HMB)为模型化合物 ,利用量子化学从头算HF/ 6 31G和含时密度泛函TD B3LYP/ 6 31G方法计算研究了卤代作用对醌类光敏剂分子性质和光敏活性的影响 .结果发现 ,卤代作用降低了HMB母体的HOMO和LUMO能级 (EHOMO和ELUMO)及其差值△E ,随卤族元素从上到下 ,EHOMO和ELUMO呈增大趋势 ,而△E呈减小趋势 ,使得分子激发光谱有不同程度的红移 ,在增加PQP三重态量子产率的同时降低了分子最低三重激发态的能量 ,两种作用相互抵消 ,使得卤代物的 1O2 量子产率与母体相似 ;增加了分子的绝热电子亲合势 ,使分子产生O2 -的能力下降 ;卤原子的引入 ,降低了HMB母体分子内氢键的强度 ,同时使顺式构型的分子内质子传递势垒增大 ,而使反式构型势垒减小 .     

人膀胱粘膜/粘膜下层组织病变致组织漫反射光谱的变化

研究了人正常膀胱和浅表性膀胱癌的粘膜/粘膜下层组织在300～900nm光谱范围的漫反射光谱特性及其差异,实验采用带积分球附件的分光光度计获取组织的漫反射光谱.结果表明,在300～900 nm,正常膀胱的粘膜/粘膜下层对任一个波长的漫反射率都明显地较癌变的粘膜/粘膜下层对相应波长的要大.正常膀胱的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱的峰分别在370 nm、520 nm、550 nm和660nm,其峰值分别为52.4%、60.7%、56.1%和75.5%.而癌变的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱的峰分别在320 nm、520 nm、550 nm和660 nm,其峰值分别为43.7%、33.4%、30.6%和70.2%.正常膀胱的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱在370 nm处有一个峰,而癌变的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱在370 nm处没有峰,320 nm处有一个峰.而正常膀胱的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱在320 nm处没有峰.膀胱的粘膜/粘膜下层病变导致组织的漫反射光谱在520 nm、550 nm和660 nm处的峰的峰值分别减小了45.0%、45.5%和7.02%.说明膀胱的粘膜/粘膜下层病变导致组织的组分和结构尤其足组织中的氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的含量发生了明显的改变.     

光敏剂对肿瘤细胞损伤效应与孵育时间关系的拉曼光谱分析

利用拉曼光谱研究光敏剂与HepG2肝癌细胞不同孵育时间的光动力损伤效应。结果表明孵育时间与光动力损伤效应成正相关性,但孵育时间超过一定值,延长孵育时间并不能提高光动力损伤效应。     

基于三维简并四波混频的PDT光敏剂HA瞬态光栅特性研究

竹红菌甲素(hypocrellin A,HA)具有丰富的激发态特性,有可能在新型光动力疗法(PDT)光敏剂、激光染料和新型光电器件方面有一定的应用前景。利用瞬态光栅技术研究了竹红菌甲素分别在不同极性和粘度溶剂中以及溶剂本身的瞬态光栅特性,把其瞬态光栅的超快过程归结为竹红菌甲素质子转移形成的过渡态TS*的衰减,得出过渡态TS*瞬态光栅的寿命为10.5 ps。竹红菌甲素分子的质子转移过渡态TS*瞬态光栅寿命不受溶剂极性和粘度的影响。