开题报告内容：
一、课题背景
肿瘤是如今人类面临的第一大健康难题，虽然已经有不少颇有疗效的抗肿瘤药物，但是在药物载体的应用上仍存在不少的问题。抗肿瘤药物传统的剂型在给药后对于药物的缓控释并不十分理想，从而影响了抗肿瘤药物的治疗效果。因此，我们急需找到这样一种载体材料，来使得抗肿瘤药物应用者或者稳定高效的治疗。
药物的控制释放是一门新兴的交叉学科，药物控制释放技术就是将药物或其他的活性物质与适当的载体按一定的形式制成制剂，控制药物在人体内吸收、代谢以及排泄的过程。使药物按设计的剂量，在要求的时间范围内以一定的模式在体内释放或使药物在指定部位释放而达到治疗某种疾病的目的。
在本课题中，我们选择使用高分子水凝胶作为药物的载体材料，由于上转换纳米材料可以由体外的近红外光激发从而产生紫外光与可见光，能够完美的贴合紫外光敏型水凝胶的特性，所以我们选择上转换纳米材料来控制水凝胶载体的释药与凝胶。
- 要解决的问题
- 上转换纳米颗粒在人体内收到近红外激发后能否按照预期的同时产生紫外光与可见光，从而对高分子水凝胶的溶胀与凝胶过程进行理想的调控，需要进行小鼠的体内实验来进行研究。
- 选择合适的上转换纳米颗粒合成方法。上转换纳米颗粒的合成方法有水热法和高温溶剂法，采用这两种方法可以制得稳定性较好的六方相上转换纳米颗粒，其具有很好的单分散性、无毒副产物产生、实验过程操作简单等优点。有研究表明，水热法制备的上转换纳米颗粒纯度高、分散性好、晶型好，然而形貌大都为棒状且粒径较大为微米结构不利于生物体系的应用；高温溶剂法由于其制的颗粒较为均一，分散性好，尺寸可控，光学性质好等优点越来越受到青睐。因此本课题对于上转换纳米颗粒的制备合成方法的选择也是需要考虑的问题。
- 可行性分析
高分子水凝胶是如今常见的一种药物缓控释载体材料。水凝胶是能在水中溶胀并保持大量水分而又不溶解的亲水性高分子聚合物，水凝胶材料含水多，柔软，并且具有橡胶般的粘稠性和良好的生物相容性。除了以上优点，水凝胶还能够对外界的刺激产生感知、传感、处理和驱动，能够及时的表现出溶胀和收缩的应答，因此水凝胶被广泛地应用于药物缓控释体系生物医学领域。智能高分子水凝胶是当前最引人关注的智能高分子材料之一，它能对外界环境的变化如:温度、酸度、压力、光等引起的刺激有不同程度的应答,被称之为环境敏感性水凝胶。
上转换纳米颗粒是近年来开始受到关注的一种发光纳米材料，与传统的光致发光现象，即Stokes现象的短波长激发源激发下发出长波长光子不同，上转换发光由长波长的激发源所激发而发出短波长的光子，这又称为反Stokes现象。通过利用上转换纳米材料与高分子水凝胶结合制成抗肿瘤药物的载体，光敏水凝胶在紫外条件下会发生溶胀，释放载体内的药物，而在可见光下则会收缩，终止释放药物，在体外通过近红外光激发体内载体的上转换纳米材料，使之发射紫外光与可见光。一旦在体外进行激发，体内的药物载体便处于可控的不断释放药物与停止释放的动态平衡从而实现理想的抗肿瘤药物的缓控释。
对于本课题的两种主要材料，已有较多实验证明其上述性质，故理论上将两者结合制成新型载体，以体外近红外光照射激发从而实现控制体内抗肿瘤药物释放的设想是成立的，因此本课题具有较高的可行性。
- 研究方法和内容
- 本课题选用对紫外光敏感的水凝胶作为抗肿瘤药物的载体材料，制备高分子水凝胶的起始原料可以使单体、聚合物，或者是单体和聚合物的混合体，制备高分子水凝胶的方法主要有单体交联聚合、聚合物交联聚合、接枝共聚等。其中单体交联聚合是当前高分子水凝胶的主要制备方法之一。
- 选用上转换纳米颗粒作为在体内释放紫外光与可见光的光源来调控药物的释放与水凝胶的收缩。上转换纳米颗粒的激发光为近红外光，近红外光穿透性较好，对生物体无严重的损害反应，是作为激发光的最佳选择。上转换纳米颗粒的制备需要长时间的反应，并应用TEM（透射电子显微镜）来观察纳米材料的结晶情况等。
- 根据课题进展情况，合理安排细胞实验或动物实验。利用细胞实验可通过细胞毒检测所制备的水凝胶－上转换纳米颗粒复合体系对药物的缓释和控释效果；利用动物实验，当药物通过载体注射入实验小鼠体内，通过活体成像技术对实验进行观察，并对小鼠解剖测量肿瘤的大小，记录数据，通过比对可以观察出空白组、已有的抗肿瘤药物载体以及上转换纳米颗粒激发的高分子水凝胶载体对于抗肿瘤药物疗效的影响。
- 工作计划
2月28日—3月6日：完成文献查阅、开题报告等前期工作。
3月6日—5月10日：完成上转换纳米颗粒、高分子水凝胶的合成；完成水凝胶－上转换纳米颗粒复合体系的表征；根据课题进展情况，安排细胞实验或小鼠给药以及观察并记录实验数据的工作。
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