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中心陈洪敏课题组研发出“钆稳定”碳点用于双模态成像指导的光动力治疗

发布时间:2018/7/31 浏览量:348

 近日,中心陈洪敏课题组量化制备“钆稳定”碳点,用于肿瘤双模态成像和成像指导的光动力治疗。

 针对钆配合物磁共振造影剂稳定性差和成像效能差的基本科学问题,陈洪敏博士借鉴钆富勒烯主-客结构能够增强钆稳定性和提高磁性能的原理,通过直接煅烧钆喷普铵(Gd-DTPA)和利用介孔二氧化硅孔道作为模板,成功制备出“钆稳定”的内嵌钆碳点:实现了高钆稳定性、有效增强弛豫率(比Gd-DTPA提高了一倍以上),静脉注射能够在肿瘤区域有效富集实现活体肿瘤成像,能够有效肾清除。相关成果发表在Advanced Materials (2014, 26, 6761), Advanced Functional Materials (2016, 26, 3973.封面文章)。

    传统的光敏剂多数是疏水小分子,其水分散性差,光稳定性低,肿瘤区域的富集不够。虽然目前大部分研究将光敏剂和成像剂一起负载到纳米载体上,但这些成像剂或光敏剂易脱落,并且很多纳米载体具有潜在的毒性且难以快速清除,此外,纳米载体或成像试剂也会干扰光动力治疗过程,降低ROS产量。针对这一基本问题,课题组在前期工作基础上(Adv. Mater. 2014, 26, 6761; Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 3973; Theranostics 2013, 3, 650),利用溶剂热法量化制备具有红光发射的内嵌钆碳点。与传统的碳点相比,该碳点展现出高结晶度,强烈的红色荧光,高效的钆掺杂率和表面一定的还原特性;与Gd-DTPA相比,由于碳层的包裹,钆碳点表现出极高的纵向弛豫效率(r1=16 mM-1 S-1, 7T);更重要的是该钆碳点在LED灯辐射下能够有效的产生单线态氧(量子产率达到0.51)。此外,该碳点具有较小的尺寸(约5纳米),可以通过EPR效应积累在肿瘤部位,并且,钆碳点能够通过肾脏代谢掉,因而具有较低的毒性。活体实验证明此钆碳点成为集荧光成像、磁共振成像和光动力治疗于一体的纳米诊疗探针。这一研究工作在深入探索“钆稳定”纳米探针与金属掺杂增强光化学作用的机制以及设计具有高ROS产率和优异稳定性诊疗一体化纳米探针中提供了新的研究思路。

该工作以“Gadolinium-Encapsulated Graphene Carbon Nanotheranostics for Imaging-Guided Photodynamic Therapy”为题,在线发表在国际学术期刊Advanced Materials (2018, 1802748)。该项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、厦门大学校长基金培育项目和厦门市科技计划等项目的大力支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201802748

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