1. 清新电源首页
  2. 学术动态
  3. 博采百家
  4. AdvancedScienceNews

Adv. Func. Mater.: 显著提高有机半导体聚合物纳米粒子光热和光声效果的新思路—分子工程调控

癌症是威胁人类健康的几种重大恶性疾病之一,常规的治疗方法如化疗、放疗和外科手术治疗等都有各自的局限,这些局限性包括非特异性的药物分布以及到达肿瘤部位的药物浓度较低,成本高,副作用大,创伤大,易转移等。作为新兴技术的基于纳米材料的癌症治疗方法有望解决上述问题,该方法具有检测肿瘤位置、监测治疗效果,并选择性地杀死肿瘤细胞的优点,因此,近年来开发具有诊疗一体功能的纳米材料成为国内外学者研究的热点。

具有光热/光声双重功能的诊疗一体的纳米材料用于非侵入性的癌症治疗,与传统的癌症治疗方法相比,具有穿透组织深度大,空间分辨率高,副作用小的优点。当前研究最多的光热/光声双重功能的诊疗一体的纳米材料大多是无机材料,诸如碳纳米材料(如石墨烯和碳纳米管),金属纳米材料(如金和钯纳米粒子),过渡金属硫化物(如MoS2WS2纳米粒子)。其缺点是难生物降解,可能存在生物长期安全性问题。有机小分子材料虽然有良好的生物相容性但是它们的光热转换效率低,光稳定性差,进而限制了其应用。有机半导体聚合物纳米粒子由于具有可调的吸收范围,高的吸收系数,优良的耐光性,良好的生物相容性等优点使其成为一类非常有前途的光热/光声双重功能诊疗试剂。然而,该类材料的光热/光声转换机制目前还不清楚,其构效关系有待研究。最近,中国科学院大学材料科学与光电技术学院的黄辉教授课题组在这方面做了有益的尝试,通过的分子工程调控显著提高了有机半导体聚合物纳米粒子的光热和光声效果,并初步探索了其在光声成像和光热治疗的诊疗一体应用前景。

Adv. Func. Mater.: 显著提高有机半导体聚合物纳米粒子光热和光声效果的新思路—分子工程调控

研究人员设计合成了两个具有相同的供体单元和不同的受体单元的D-A结构的共轭聚合物(PTIGSVSPIIGSVS)。研究结果表明,通过简单的用噻吩异靛蓝(TIG)取代异靛蓝(IIG),相比于共轭聚合物PIIGSVSPTIGSVS具有更好的平面性、更强的D-A强度;因此,其吸收光谱发生明显红移(最大吸收波长由715nm红移到786 nm,吸光系数明显增强;同时,发光能力明显减弱,表明非辐射衰减途径明显增强。因此,PTIGSVS的光热转换效率(74%)明显强于PIIGSVS(11%)

因此,研究人员探索了该类聚合物纳米材料在光声成像和光热治疗方面的初步应用。研究结果表明PTIGSVS纳米粒子具有良好的光热稳定性、生物相容性和药代动力学。细胞与小鼠实验表明相比于PIIGSVS而言,PTIGSVS纳米粒子具有更加优异的光声成像质量和光热治疗效果,在肿瘤治疗上具有良好的应用前景。体内/体外光热疗效和光声成像能力。该研究不仅报道了性能优异的光声/光热诊疗一体的纳米材料,同时为深入理解聚合物纳米材料的分子结构与光热性能关系提供了新的思路。相关论文发表在Advanced Functional Material(DOI:10.1002/adfm.201800135)上。

国科大材料学院博士生董涛为第一作者,该工作与中科院高能物理研究所陈俊副研究员和北京化工大学徐福建教授开展了合作,并且得到了国家自然科学基金委、北京市自然科学基金、中科院百人计划项目和中科院前沿局重点研发计划以及先导培育项目的资助。



Wiley Advanced Science News官方微信平台

如希望发表科研新闻或申请信息分享,请联系:ASNChina@wiley.com

关注方式:微信右上角添加朋友—公众号—搜索“AdvancedScienceNews”或下方长按识别二维码。Adv. Func. Mater.: 显著提高有机半导体聚合物纳米粒子光热和光声效果的新思路—分子工程调控Adv. Func. Mater.: 显著提高有机半导体聚合物纳米粒子光热和光声效果的新思路—分子工程调控




本站非明确注明的内容,皆来自转载,本文观点不代表清新电源立场。

发表评论

登录后才能评论