据报道，2012年全球新增约1410万例癌症病例，癌症死亡人数达820万，与之相比，2008年的数据分别为1270万和760万。由于全球人口增长和老龄化，到2025年前，全球每年新增癌症病例数将高达1930万例。2012年，全球总数的一半以上癌症新增病例和癌症死亡人数发生在欠发达地区，分别为56.8％和64.9％，而这些比例将在2025年进一步增加。因此癌症的综合治疗一直是科学研究热点。
近年来，稀土元素掺杂上转换纳米晶体由于其激发光波长较长，发射谱线较窄，荧光背景较低，并且具有发光稳定等优点。在生物分子和免疫反应的检测，医学诊断与治疗，特别是在对于恶性肿瘤的早期检测与治疗，已经引起了众多科研工作者的关注，逐渐成为一个新的研究热点。虽然刚刚起步，但是却体现出良好的发展势头，相关研究发展迅速。
上转换发光纳米粒具有吸收低能量的激发光子，并发射出一个高能量的光子独特性质。即在长波长光激发下，可持续发射波长比激发波长短的光。光动力学疗法(PDT)是指在近红外 980 nm 光照射下上转换纳米晶吸收近红外的 980 nm 的激发光产生可以激发光敏剂的可见光，使之产生的单态氧可以对癌细胞产生杀伤作用。
纳米尺度的上转换荧光材料作为一种新型荧光标记物在生物大分子检测方面具有广泛应用。与传统荧光标记物如有机染料和量子点等相比,上转换荧光纳米材料具有毒性低，化学稳定性好，发光强度高而稳定和Stokes位移大等优点。另外,上转换荧光纳米材料的激发光为红外光,在此激发条件下可以避免生物样品自体荧光的干扰和散射光现象,从而降低检测背景,提高信噪比。因此,上转换荧光纳米材料作为荧光标记物在生物大分子分析和医学临床检测领域都有着非常好的应用前景。然而,作为一种新兴的标记物,上转换荧光标记物目前的合成技术和制备方法不如其他类别标记物的制备方法成熟,其应用也不广泛。在所有上转换荧光纳米材料中,NaYF4:Yb,Er/Tm的上转换效率是最高的。据报道,目前可以用于生物检测的上转换荧光标记物主要是Yb/Er和Yb/Tm共掺杂的NaYF4纳米颗粒，因此合成出高性能的NaYF4:Yb,Er/Tm上转换荧光纳米材料是扩展其在生物和医学方面应用的前提,具有重要意义。
在细胞中，FRa是最主要的叶酸受体。正常细胞中，FR是选择性地表达在细胞表面并且呈极性分布。在血液循环中的药物不能够接近该受体，因此FR靶向的药物也不能进入正常细胞。反之，在肿瘤细胞中，FR分布失去极性，血液循坏中的药物可以接近该受体，从而实现靶向。FR靶向的肿瘤诊断、治疗具有众多优点：（1）FR在正常细胞中低表达而在肿瘤细胞中由于亲和力更高往往会发生过表达，使药物对正常细胞的影响大大降低；（2）叶酸在结构上容易结合其他化合物；（3）FR与配体的亲和力高，当叶酸的gamma;羧基与小分子基团偶联后，仍能够与FR保持较高的亲和性；（4）叶酸免疫原性低，价格便宜易得，易于保存。
壳聚糖是氨基葡糖与N-乙酰葡糖胺的共聚物，通常由甲壳素脱乙酰基获得。甲壳素是一种天然生物高分子聚合物,广泛存在于蟹、虾壳中,在自然界有巨大的储存量。壳聚糖的作用：（1）对药物具有缓释和控释作用。药物包封于壳聚糖纳米粒后,其释放主要决定于壳聚糖的生物降解和溶蚀,因此药物的释放明显延长。（2）增加药物的吸收作用。壳聚糖本身是一种安全有效的吸收促进剂,且能够粘附于粘膜上皮,增加药物与上皮组织的接触时间,减少药物清除,从而提高药物的生物利用度。（3）增加药物靶向性和降低药物的副作用。肿瘤细胞具有比正常细胞表面更多的负电荷,因此壳聚糖所带的正电荷对肿瘤细胞表面具有选择性吸附和电中和作用。此外,壳聚糖还具有直接抑制肿瘤细胞的作用,并通过活化免疫系统促进人体抗肿瘤作用,从而与抗肿瘤药发挥协同作用。
本论文设计合成了近红外光触发的靶向性上转换光动力学纳米复合物（FASOC-UCNP-ZnPc），以叶酸壳聚糖修饰的稀土元素上转换纳米晶体（FASOC-UCNP）作为抗肿瘤光敏剂（ZnPc）的药物载体和纳米传感器，利用反stocks 效应将具有深度组织穿透能力的近红外光转换为可见光，进而通过共振能量转激发周围的光敏剂分子产生具有细胞毒性的单态氧，诱导肿瘤细胞凋亡。实验中，通过透射电子显微成像、X射线衍射光谱、、紫外光谱和荧光光谱分析等手段表征其理化性质、光学性质和药物释放度等。在体外肿瘤细胞模型中，初步验证纳米复合物对肿瘤细胞的靶向性，并利用活性氧检测探针，考察复合物在肿瘤细胞内的单态氧产率。为体内靶向性肿瘤治疗实验提供参考。
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