長春光機所原創上轉換納米光開關首次實現癌症診斷和治療精準調控

2020-12-22 中國科學院

長春光機所原創上轉換納米光開關首次實現癌症診斷和治療精準調控

2018-03-29 長春光學精密機械與物理研究所

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　　光開關材料（Photoswitchable materials）在高密度光學數據存儲、光電器件、化學傳感以及生物醫學等新興領域有著重要應用前景。稀土摻雜的上轉換發光納米晶，因具有近紅外窄譜帶激發、寬能域多譜帶上轉換發射和高的光穩定性等特點，而被認為是性能優異的光轉換功能材料。通過摻雜與結構調控技術構建的複合上轉換納米晶光開關材料已被應用於調控有機分子結構、實現分子手性翻轉和腫瘤多模式協同治療等領域。目前，所有已報導的上轉換光開關都被限制在Nd3+和Yb3+共敏化材料體系，導致材料結構複雜，開關關閉性不嚴。  

　　近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所孔祥貴、劉曉敏團隊基於非敏化的NaErF4體系，創新地設計了一種近紅外光開關型上轉換納米材料用以實現成像引導的精準可控腫瘤光動力治療。該團隊的副研究員常鈺磊基於NaErF4可多波長激發(800nm、980nm和1530nm)的特點，並結合NaYbF4:0.5%Tm具有高效藍紫光發光的優勢，製備出新型複合藍紫光上轉換光開關材料。利用這一開關特性，在納米粒子表面修飾藍紫光響應的光敏劑（如TiO2），所形成的納米光敏劑被證明在鼠體內可實現腫瘤成像和治療的精準調控，解決成像時即啟動治療帶來的副作用，從原理上避免了光洩露導致的光毒性。該突破了傳統上轉換光開關材料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構建策略，促進了上轉換光開關型納米材料在生物應用方面的應用。 

　　相關研究成果發表在ACS Nano上，博士佐婧、助理研究員塗浪平為論文第一作者，常鈺磊為通訊作者。 

　　論文連結

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　　光開關材料（Photoswitchable materials）在高密度光學數據存儲、光電器件、化學傳感以及生物醫學等新興領域有著重要應用前景。稀土摻雜的上轉換發光納米晶，因具有近紅外窄譜帶激發、寬能域多譜帶上轉換發射和高的光穩定性等特點，而被認為是性能優異的光轉換功能材料。通過摻雜與結構調控技術構建的複合上轉換納米晶光開關材料已被應用於調控有機分子結構、實現分子手性翻轉和腫瘤多模式協同治療等領域。目前，所有已報導的上轉換光開關都被限制在Nd3+和Yb3+共敏化材料體系，導致材料結構複雜，開關關閉性不嚴。  
　　近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所孔祥貴、劉曉敏團隊基於非敏化的NaErF4體系，創新地設計了一種近紅外光開關型上轉換納米材料用以實現成像引導的精準可控腫瘤光動力治療。該團隊的副研究員常鈺磊基於NaErF4可多波長激發(800nm、980nm和1530nm)的特點，並結合NaYbF4:0.5%Tm具有高效藍紫光發光的優勢，製備出新型複合藍紫光上轉換光開關材料。利用這一開關特性，在納米粒子表面修飾藍紫光響應的光敏劑（如TiO2），所形成的納米光敏劑被證明在鼠體內可實現腫瘤成像和治療的精準調控，解決成像時即啟動治療帶來的副作用，從原理上避免了光洩露導致的光毒性。該突破了傳統上轉換光開關材料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構建策略，促進了上轉換光開關型納米材料在生物應用方面的應用。 
　　相關研究成果發表在ACS Nano上，博士佐婧、助理研究員塗浪平為論文第一作者，常鈺磊為通訊作者。 
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列印 責任編輯：程博

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