
稀土無機納米發(fā)光材料作為新一代發(fā)光納米生物醫(yī)學(xué)探針,因其發(fā)光性能優(yōu)異、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及自發(fā)熒光干擾小等優(yōu)點已經(jīng)在各種危重疾病如腫瘤的精準(zhǔn)診斷和治療等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。但目前已報道的稀土無機納米生物醫(yī)學(xué)探針都不可生物降解,很容易在生物體內(nèi)聚集,無法以代謝的方式排出體外,這極大的限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床應(yīng)用和成果轉(zhuǎn)化。 在中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會優(yōu)秀會員專項等基金的資助下,中科院福建物構(gòu)所洪茂椿院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組針對這一問題,把水溶性[ZrF7]3−基團(tuán)和K+離子構(gòu)成的“軟”立方相無機氟鋯鉀(K3ZrF7)納米晶作為基質(zhì)材料,通過不同稀土離子的摻雜首次發(fā)展出一種可生物體內(nèi)降解的稀土發(fā)光無機納米生物醫(yī)學(xué)探針。以單波段稀土紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光為生物組織熒光探針,研究小組發(fā)現(xiàn)稀土摻雜無機K3ZrF7納米生物醫(yī)學(xué)探針在生物體內(nèi)外都表現(xiàn)出優(yōu)異的可降解性能。此外,該類探針的降解速度與生物組織微觀環(huán)境的pH值密切相關(guān),在強酸(pH ≤ 4.5)和堿性(pH ≥ 7)的環(huán)境下10分鐘內(nèi)快速降解,而在弱酸(pH = 5-6)環(huán)境下則緩慢水解,并最終以代謝的方式安全排出生物體(如老鼠)外。該工作突破了現(xiàn)有稀土發(fā)光無機納米醫(yī)學(xué)探針在生物體內(nèi)無法降解的技術(shù)瓶頸,更為弱酸性生物組織環(huán)境下的腫瘤精準(zhǔn)診療提供了可能。上述工作以全文形式發(fā)表在美國化學(xué)會ACS Nano雜志(Liu YS* & Hong MC* et al., ACS Nano 2020, doi.org/10.1021/acsnano.0c02601),相關(guān)研究成果已申請中國發(fā)明專利和PCT國際專利。 文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c02601.
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