惡性腫瘤已超過心血管疾病，成為城市居民首要致死病因，嚴(yán)重威脅人類的生命與健康，給社會、家庭和個人帶來極大的負(fù)擔(dān)和痛苦。人們期待能夠發(fā)展一種微創(chuàng)、低劑量、短時間內(nèi)殺死腫瘤細(xì)胞而不傷害正常組織的新型材料。 針對該挑戰(zhàn)，理化技術(shù)研究所青促會會員劉惠玉副研究員設(shè)計制備了具有新結(jié)構(gòu)和新性能的多功能納米金殼。該材料內(nèi)層以結(jié)構(gòu)獨特的中空介孔夾心二氧化硅為核，其表面包覆金殼，納米金殼以其物理化學(xué)性質(zhì)——等離子體共振為基礎(chǔ)，經(jīng)近紅外激光照射，可將光能轉(zhuǎn)化為熱能，并配以夾心二氧化硅對多種化療藥物的裝載控制緩釋技術(shù)，高效低毒殺死腫瘤細(xì)胞，該成果于2011年初發(fā)表在國際化學(xué)界頂級刊物Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 891-895(IF: 13.734）上。在青促會項目支持下，2012年她們進(jìn)一步發(fā)展了納米金殼偶聯(lián)主動靶向配體分子轉(zhuǎn)鐵蛋白新技術(shù)，納米金殼經(jīng)偶聯(lián)靶向分子后，可在減少照射時間與頻率、降低照射強(qiáng)度的條件下實現(xiàn)對惡性腫瘤的有效抑制。荷乳腺癌裸鼠腫瘤模型注射該材料后經(jīng)單次近紅外激光照射即可消除腫瘤。這一成果發(fā)表在國際材料界頂級刊物Adv. Mater. 2012,24,755-761（IF:14.829）上。 相對于納米材料應(yīng)用的開發(fā)，納米材料生物學(xué)效應(yīng)的研究相對滯后，給其在各個領(lǐng)域尤其是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了重重顧慮。盡管前期工作已有了初步發(fā)展，但有關(guān)不同尺寸、不同表面修飾程度相對納米金殼生物效應(yīng)的可靠評價仍需研究。通過研究，她們發(fā)現(xiàn)不同粒徑的納米金殼夾心二氧化硅的尺寸效應(yīng)以及聚乙二醇分子表面修飾程度化對細(xì)胞內(nèi)吞、細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運以及光熱轉(zhuǎn)化效率等方面均有影響。研究結(jié)果顯示，較小尺寸的納米金殼較容易被乳腺癌（MCF-7）細(xì)胞內(nèi)吞。體內(nèi)分布研究表明，不同尺寸(84- 315 nm)的納米金殼主要分布在乳腺癌腫瘤模BALB/c 裸鼠的肝及脾中。體內(nèi)外研究均表明，與較大尺寸的納米金殼相比，小尺寸的納米金殼可以延長其在血液中的循環(huán)時間，并具有較高的光熱轉(zhuǎn)化率。聚乙二醇化修飾同樣對納米金殼生物效應(yīng)有較大影響，聚乙二醇化修飾程度高的納米金殼更有利于在腫瘤部位聚集，進(jìn)而提高光熱治療效率。這些數(shù)據(jù)為等離子共振材料—納米金殼介導(dǎo)的光熱效應(yīng)殺死腫瘤細(xì)胞的治療過程優(yōu)化提供了可能。這兩個研究成果分別發(fā)表在納米材料領(lǐng)域雜志Nanoscale, 2012, 4, 3523-3529.(IF: 6.233)和新一期老牌生物材料雜志Biomaterials, 2013, 34, 6967-6975 (SCI, IF:7.604)上。同時，劉惠玉與其合作者合成了具備核磁共振成像、暗場成像以及光熱治療性能的多功能金磁納米材料。這種材料在其他生物應(yīng)用如生物分離、靶向、載藥等方面也有廣闊的前景。研究成果發(fā)表在新一期應(yīng)用界面材料期刊ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5, 4966-4971 (IF:5.008)上。 劉惠玉（1978.10），女，博士，副研究員，碩士生導(dǎo)師，內(nèi)蒙古包頭人，2004年9月起在中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所攻讀物理化學(xué)專業(yè)博士學(xué)位，2007年7月畢業(yè)留所參加工作，2010年1月起任中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所副研究員。北京市科技新星，中國科學(xué)院盧嘉錫青年人才獎獲得者，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所“青年論壇”暨“中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會”理化技術(shù)研究所分會副理事長，北京粉體技術(shù)協(xié)會第二屆理事會理事。
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