隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，腫瘤診斷與治療的多功能結(jié)合(簡(jiǎn)稱診療)已成為新趨勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)精確診斷和高效治療，診療劑往往需兼具腫瘤靶向性、多模成像和治療等各種功能。上轉(zhuǎn)換納米材料在近紅外光照射下發(fā)出可見(jiàn)光，可應(yīng)用于生物成像，又能夠激發(fā)其負(fù)載的光敏劑產(chǎn)生單線態(tài)氧進(jìn)行光動(dòng)力治療，因此在發(fā)展非侵入性診療劑上具有重要應(yīng)用前景。然而，目前此類上轉(zhuǎn)換診療材料的光敏劑負(fù)載量低、易團(tuán)聚猝滅，而且上轉(zhuǎn)換納米顆粒和光敏劑間的能量傳遞效率較低，這些問(wèn)題已成為上轉(zhuǎn)換納米光敏劑在光動(dòng)力學(xué)治療的應(yīng)用瓶頸。
在國(guó)家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金、科技部973計(jì)劃和重大科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和創(chuàng)新國(guó)際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等支持下，福建物構(gòu)所中科院光電材料化學(xué)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳學(xué)元研究小組和結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃明東研究小組合作，發(fā)展了一種具有中空核殼結(jié)構(gòu)的多功能稀土納米熒光生物探針。該材料由稀土摻雜上轉(zhuǎn)換納米顆粒β-NaLuF4:Gd/Yb/Er內(nèi)核和多孔有機(jī)二氧化硅殼層構(gòu)成;苯基骨架的引入和中空核殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有利于光敏劑的負(fù)載，減少光敏劑的團(tuán)聚，同時(shí)縮短光敏劑與上轉(zhuǎn)換納米顆粒的距離。利用此材料負(fù)載一種光敏劑單羧基酞菁鋅，負(fù)載量達(dá)到7.7wt%，能量傳遞效率高達(dá)98%;在980nm激光照射下，該納米探針的可見(jiàn)光發(fā)射敏化光敏劑產(chǎn)生單線態(tài)氧，實(shí)現(xiàn)對(duì)人肺癌細(xì)胞的光動(dòng)力學(xué)治療，其效果顯著優(yōu)于普通核殼結(jié)構(gòu)材料或純二氧化硅殼層材料。此外，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)概念性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，表明該材料可用于計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和上轉(zhuǎn)換熒光的雙模成像;進(jìn)一步利用二氧化硅表面氨基連接尿激酶氨端片斷后，能特異性識(shí)別癌細(xì)胞。因此該材料有望成為一種集多模成像和腫瘤靶向治療于一體的新型多功能納米診療材料。上述工作于2015年6月26日正式發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,7915-7919)，相關(guān)技術(shù)已申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利。
此前，該團(tuán)隊(duì)在基于稀土納米熒光探針的腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)以及上轉(zhuǎn)換光動(dòng)力學(xué)治療方面已取得一些重要研究進(jìn)展。例如，發(fā)展了一種基于稀土納米探針的溶解增強(qiáng)熒光免疫分析(DELBA)新方法，并實(shí)現(xiàn)對(duì)人體血清腫瘤標(biāo)志物癌胚抗原(CEA)的超靈敏檢測(cè)(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,12498);研制了一種偶合稀土摻雜氟化釔鋰納米顆粒的新型上轉(zhuǎn)換納米光敏劑復(fù)合材料，并實(shí)現(xiàn)近紅外光激發(fā)的腫瘤光動(dòng)力學(xué)治療(Nanoscale,2014,6,8274-8282)。
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