我系張凡教授研究團隊實現(xiàn)近紅外探針活體內(nèi)的組裝與解組裝提高光成像效果
近日，化學系張凡教授研究團隊（http://nanobiolab.fudan.edu.cn/）利用超分子組裝實現(xiàn)近紅外納米探針在腫瘤部位的高效聚集，提高了病灶部位的成像信號。與此同時，通過近紅外光調控實現(xiàn)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(fā)表于《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(nèi)聚集被廣泛應用于各種核磁成像、光聲成像等成像手段。然而，大部分納米顆粒在生物體內(nèi)會被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，例如肝臟所捕獲，并發(fā)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(nèi)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(huán)糊精超分子結構聚集示意圖，下轉換納米顆粒發(fā)射的1060 nm 光可用于近紅外二區(qū)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(huán)糊精的主客體超分子結構構筑了納米顆粒體內(nèi)的聚集體系，并利用穿透深度較深的近紅外光（980 nm）激發(fā)上轉換納米顆粒，使其轉換為可見光觸發(fā)偶氮苯-環(huán)糊精之間的解離，實現(xiàn)納米顆粒體內(nèi)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(fā)射）實現(xiàn)了動物活體的高效成像。該體內(nèi)聚集-解聚體系可被廣泛推廣至其他成像及治療領域。
該工作得到了復旦大學化學系、聚合物工程國家重點實驗室、復旦大學先進材料實驗室、國家重點研發(fā)項目、國家自然科學基金優(yōu)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。
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