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中國科學家合成新型納米發光材料有望用于腫瘤光動力治療

時間:2019-11-19     來源:科學網

福建11选5开奖直播 www.sdzom.com 日前,中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員降雨強研究組與北京大學基礎醫學院教授沙印林課題組合作,設計合成了一種新型納米發光材料,基于該類金納米簇的雙光子動力療法具有空間選擇性高,安全、高效,不需要避光期等優點,在腫瘤治療尤其是腦膠質瘤、實體瘤治療方面具有很好的臨床轉化前景。相關研究成果已申請發明專利2項,近日在線發表在國際納米科技期刊《美國化學學會納米》(ACS Nano)上。

降雨強和沙印林團隊通過長期合作,發展出一系列具有優異雙光子光學性質的納米材料,并探索其在雙光子光動力治療中的應用價值。此次他們設計合成了一種以二氫硫辛酸為配體的金納米簇,在光照下具有很強的產生自由基的特性,對腫瘤細胞和組織具有非常好的殺傷作用,是一種性能優異的光動力治療的光敏劑,其療效遠優于臨床在用的艾拉光敏劑。

“光動力治療體系是人類對付腫瘤的新武器,就像哪吒對付妖怪一樣。”降雨強介紹,“其中,光敏劑性能是決定腫瘤光動力治療效果的關鍵。但目前臨床使用的光敏劑采用可見光激發,組織穿透深度小,難以用于實體瘤和深部腫瘤的治療;而且患者治療后需要數周的避光期,給生活帶來極大不便。”

此次科研人員合成的這種材料具有優異的雙光子性質,其雙光子吸收截面高,可采用近紅外激光激發,有效增加照射深度,可用于實體瘤的治療。更重要的是,該材料具有良好的生物相容性,治療過程不需要避光,使得臨床可操控性大大提高。

研究團隊對基于納米團簇光動力學治療的機理做了系統的研究,發現該類材料產生的自由基主要是超氧陰離子,光動力學機理屬于I型機制,區別于傳統的基于單線態氧的II型機制。此外,科研人員還在細胞、亞細胞和活體小動物水平上,系統研究了金納米簇生物相容性、細胞內吞途徑、細胞內分布規律及代謝動力學,以及光動力治療效果與生物作用機理等。動物腫瘤模型實驗結果表明,在800納米飛秒激光照射下,該類金納米簇可高效殺傷腫瘤,并且無系統毒副作用。

據了解,腫瘤光動力療法是利用靶向腫瘤的光敏劑,在激光照射下,生成大量活性氧自由基,以摧毀腫瘤組織。與放化療等腫瘤常規治療方法相比,光動力療法具有空間選擇性高、不易產生耐藥性、系統毒副作用低等特點,近年來被廣泛用于食道癌、膀胱癌、皮膚癌等多種癌癥的治療。近年來,采用長波激發的新一代雙光子光動力治療發展迅速。然而,目前缺乏與之配套的雙光子光敏劑,極大限制了臨床應用。

DOI:10.1021/acsnano.9b05169