應力發(fā)光材料是一類在微弱的機械外力刺激下，其內部儲存的能量以發(fā)光形式釋放的材料。靈敏感應外力的特性使其在生物醫(yī)學領域（應力傳感、人造皮膚等）有良好的應用前景。然而，現(xiàn)有接觸式的激活方式限制了其在深層生物組織的應用。因此，尋找一種非接觸的激活方式對于拓寬應力發(fā)光材料在生物醫(yī)學領域的應用十分重要。
近日，天津大學生命科學學院常津教授團隊在Advanced Functional Materials (IF:16.8)上發(fā)表了題為“Remote Regulation of Optogenetic Proteins by a Magneto‐Luminescence Microdevice”的論文。本論文將應力發(fā)光材料（摻雜鑭系元素的CaZnOS晶體）和磁棒結合，構建了非植入式和植入式“磁-力發(fā)光”微器件。并以此微器件及操作系統(tǒng)為基礎開展了不同深度組織中光遺傳蛋白的調控研究，包括淺表腫瘤的光動力治療和小鼠的神經調節(jié)。
研究發(fā)現(xiàn):
（1）非植入式和植入式“磁-力發(fā)光”微器件發(fā)光裸眼可見、光強可調且具有良好的光穩(wěn)定性。
（2）非植入式“磁-力發(fā)光”微器件刺激表達有光遺傳蛋白（KillerRed）的腫瘤細胞產生大量活性氧，用于抑制皮下腫瘤的生長。
（3）植入式“磁-力發(fā)光”微器件刺激表達有光遺傳蛋白（C1V1）的大鼠初級運動皮層，用于自由移動大鼠的行為學研究。
這項工作不僅為光遺傳學開辟了一條新的途徑，而且為拓展應力發(fā)光材料的生物醫(yī)學應用提供了一種新的激發(fā)模式。
論文第一作者為天津大學生命科學學院博士生張英英和香港城市大學博士生張鑫，論文通訊作者為天津大學生命科學學院常津教授、王漢杰副教授和香港城市大學王鋒副教授。天津大學生命科學學院為論文第一完成單位，該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金的資助支持。
文章信息：
Zhang, Y.; Zhang, X.; Wang, H.; Tian, Y.; Pan, H.;Zhang, L.; Wang, F.; Chang, J., Remote Regulation of Optogenetic Proteins by aMagneto‐Luminescence Microdevice. Advanced Functional Materials 2020, 2006357.
文章鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202006357