Die photodynamische Therapie (PDT) als neue Lichttechnologie zeichnet sich durch Nichtinvasivität und geringe Nebenwirkungen aus und hat wichtige Anwendungsperspektiven in der klinischen Medizin. Gegenwärtig basieren PDT-Studien hauptsächlich auf statisch kultivierten Tumorzellen, die sich deutlich von der tatsächlichen Tumormikroumgebung unterscheiden, was oft zu einer schlechten klinischen Wirksamkeit von PDT führt. In dieser Arbeit wurde ein mikrofluidisches Biotechip für die Tumor-PDT entwickelt und ein fluoreszierender Nanosensor (λ_ex = 410 nm, λ_em = 460 nm) zur fluoreszenten Detektion der Singulettsauerstoffproduktion im PDT-Prozess hergestellt, um die Hauptfaktoren zu analysieren, die die Inaktivierung von Tumorzellen durch PDT beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Absenkung des Medien-pH von 7,4 auf 6,8 (Umgebungsversauerung) sowie eine Erhöhung der Injektionsflussrate von 5 μL/h auf 20 μL/h (erhöhter Scherspannung) die Phagozytoseeffizienz des nanoskaligen Photosensibilisators durch Tumorzellen verringern; in der frühen Phase von PDT bei ausreichendem Sauerstoffgehalt (<30 s) haben Photosensibilisator-Dosis, Mikroversauerung und mechanische Mikroumgebung wenig Einfluss auf die Singulettsauerstoffausbeute, und die Zellinhibitionsrate ist ähnlich; in der späten Phase der PDT (30~180 s) nimmt der Sauerstoffgehalt ab, die Singulettsauerstoffausbeute sinkt, und die zelluläre Phototoxizität variiert deutlich mit unterschiedlichen Parametern der Tumormikroumgebung. Diese Arbeit untersucht mittels fluoreszenter Sensorik die Produktion von Singulettsauerstoff während des PDT-Prozesses unter simulierten Tumormikroumgebungsbedingungen und liefert nützliche Referenzen zur Förderung der klinischen Entwicklung der Tumor-PDT.

fluoreszente Sensorik; Singulettsauerstoff; mikrofluidischer Chip; photodynamische Therapie