近年來(lái),與石墨烯一樣擁有二維層狀結(jié)構(gòu)的黑磷展現(xiàn)出卓越的電學(xué)和光學(xué)特性,被視為新的超級(jí)材料,其在光電器件、催化和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力引起了全世界的廣泛關(guān)注。研究團(tuán)隊(duì)在之前的研究中發(fā)現(xiàn),黑磷具很高的近紅外光熱轉(zhuǎn)換能力(Angew.Chem.Int. Ed. 2015, 54,11526),可用于腫瘤的光熱治療(Nature Communications 2016, 7, 12967)和光聲成像(Small, 2017, 13, 1602896)。然而,黑磷的不穩(wěn)定性在一定程度上限制了其深入的研究和應(yīng)用。為解決黑磷的這一難題,研究團(tuán)隊(duì)趙岳濤博士曾基于配位化學(xué)原理,建立了鈦配體修飾技術(shù),有效提高了黑磷量子點(diǎn)在溶液中的穩(wěn)定性(Angew.Chem. Int.Ed. 2016, 55,5003)。
圖釋:熒光分子Nile Blue修飾的黑磷示意圖(上圖)、微觀結(jié)構(gòu)(下圖左),以及光熱效果和熒光成像效果(下圖右)
在此基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊(duì)在本項(xiàng)目工作中發(fā)展了一種共價(jià)修飾的方法,利用重氮化學(xué)的原理,將熒光分子Nile Blue偶聯(lián)到黑磷的表面,構(gòu)建了一種集光熱治療和熒光成像功能于一體的新型功能材料。研究表明:經(jīng)熒光分子共價(jià)修飾的黑磷,不僅穩(wěn)定性得到提高,能在空氣中和水溶液中穩(wěn)定存在一定時(shí)間,而且能發(fā)射很強(qiáng)的近紅外熒光。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明該材料不僅具有良好的生物相容性,而且對(duì)腫瘤細(xì)胞具有很好的熒光成像能力和光熱殺傷效果。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明該材料不僅能夠?qū)δ[瘤進(jìn)行熒光標(biāo)記,并且能在808 納米激光照射下有效殺滅腫瘤。該項(xiàng)研究表明以黑磷為基礎(chǔ)構(gòu)建的多功能納米材料在癌癥治療上具有良好的應(yīng)用潛力。本項(xiàng)目得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院前沿科學(xué)研究重點(diǎn)計(jì)劃、深圳市孔雀團(tuán)隊(duì)、廣東省領(lǐng)軍人才計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
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