近日👳🏻♀️,沐鸣开户張凡教授研究團隊(http://nanobiolab.fudan.edu.cn/)利用超分子組裝實現近紅外納米探針在腫瘤部位的高效聚集,提高了病竈部位的成像信號。與此同時,通過近紅外光調控實現在肝臟部位的可控解聚,有效降低了成像的背景信號以及顆粒沉積帶來的潛在生物毒性。相關研究論文“Supramolecularly Engineered NIR-II and Upconversion Nanoparticles In Vivo Assembly and Disassembly to Improve Bioimaging” 在線發表於《先進材料》(Advanced Materials 2018, 30, 1804982)⚧。張凡課題組的博士生趙夢瑤為論文第一作者🩸。
納米顆粒作為成像造影劑,可通過腫瘤部位的增強滲透與滯留效應(EPR效應)沉積在腫瘤部位。為了提高在腫瘤部位的富集,納米顆粒的體內聚集被廣泛應用於各種核磁成像、光聲成像等成像手段🥒。然而,大部分納米顆粒在生物體內會被網狀內皮系統,例如肝臟所捕獲,並發生非特異性的聚集,這會造成過高的背景信號和不可逆的長期生物毒性。因此🕴🏻,納米顆粒在體內的可控解組裝是亟待解決的一個問題🫐。
圖1. (a)納米顆粒通過偶氮苯-環糊精超分子結構聚集示意圖👱♂️,下轉換納米顆粒發射的1060 nm 光可用於近紅外二區成像;(b)980 nm近紅外光介導的納米顆粒解聚示意圖🛏;(c)納米顆粒腫瘤部位聚集及肝臟部位解聚示意圖。
針對目前存在的問題,張凡教授研究團隊利用了偶氮苯-環糊精的主客體超分子結構構築了納米顆粒體內的聚集體系👮♀️,並利用穿透深度較深的近紅外光(980 nm)激發上轉換納米顆粒🧜🏽♀️,使其轉換為可見光觸發偶氮苯-環糊精之間的解離,實現納米顆粒體內解聚🧎♂️➡️。同時利用近紅外第二窗口(NIR-II, 1000-1400 nm)稀土納米探針(1060 nm發射)實現了動物活體的高效成像。該體內聚集-解聚體系可被廣泛推廣至其他成像及治療領域☛♒️。
該工作得到了沐鸣开户、聚合物工程國家重點實驗室、沐鸣平台先進材料實驗室、國家重點研發項目、國家自然科學基金優秀青年基金👨🏼🦲、上海市科學技術委員會重點基礎研究項目的大力支持🌪。