長(zhǎng)春光機(jī)所設(shè)計(jì)上轉(zhuǎn)換納米光開關(guān)首次實(shí)現(xiàn)癌癥診斷和治療
光開關(guān)材料(Photoswitchable materials)在高密度光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、光電器件、化學(xué)傳感以及生物醫(yī)學(xué)等新興領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景。稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶,因具有近紅外窄譜帶激發(fā)、寬能域多譜帶上轉(zhuǎn)換發(fā)射和高的光穩(wěn)定性等特點(diǎn),而被認(rèn)為是性能優(yōu)異的光轉(zhuǎn)換功能材料。通過摻雜與結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)構(gòu)建的復(fù)合上轉(zhuǎn)換納米晶光開關(guān)材料已被應(yīng)用于調(diào)控有機(jī)分子結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)分子手性翻轉(zhuǎn)和腫瘤多模式協(xié)同治療等領(lǐng)域。目前,所有已報(bào)道的上轉(zhuǎn)換光開關(guān)都被限制在Nd3+和Yb3+共敏化材料體系,導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜,開關(guān)關(guān)閉性不嚴(yán)。 近日,中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所孔祥貴、劉曉敏團(tuán)隊(duì)基于非敏化的NaErF4體系,創(chuàng)新地設(shè)計(jì)了一種近紅外光開關(guān)型上轉(zhuǎn)換納米材料用以實(shí)現(xiàn)成像引導(dǎo)的精準(zhǔn)可控腫瘤光動(dòng)力治療。該團(tuán)隊(duì)的副研究員常鈺磊基于NaErF4可多波長(zhǎng)激發(fā)(800nm、980nm和1530nm)的特點(diǎn),并結(jié)合NaYbF4:0.5%Tm具有高效藍(lán)紫光發(fā)光的優(yōu)勢(shì),制備出新型復(fù)合藍(lán)紫光上轉(zhuǎn)換光開關(guān)材料。利用這一開關(guān)特性,在納米粒子表面修飾藍(lán)紫光響應(yīng)的光敏劑(如TiO2),所形成的納米光敏劑被證明在鼠體內(nèi)可實(shí)現(xiàn)腫瘤成像和治療的精準(zhǔn)調(diào)控,解決成像時(shí)即啟動(dòng)治療帶來的副作用,從原理上避免了光泄露導(dǎo)致的光毒性。該突破了傳統(tǒng)上轉(zhuǎn)換光開關(guān)材料Nd3+和Yb3+共敏化的限制,提出了一種全新的無敏化離子摻雜的光開關(guān)構(gòu)建策略,促進(jìn)了上轉(zhuǎn)換光開關(guān)型納米材料在生物應(yīng)用方面的應(yīng)用。 相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano上,博士佐婧、助理研究員涂浪平為論文第一作者,常鈺磊為通訊作者。 論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b07393 |