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研究方向

研究领域
     主要围绕新型纳米材料的可控设计、构建和医学应用评价等方面开展研究工作。在体外检测方面,制备了一系列具有特殊信号的新型纳米材料,结合检测方法的开发,提高检测的灵敏度和准确性。在影像诊疗方面,充分利用纳米材料自身影像特性(光、声、磁和放射)开发诊疗一体化多功能纳米材料。利用多种诊疗手段的协同作用,提高诊疗的准确度和有效性。


主要方向

1)新型纳米颗粒的合成及其在仿酶催化作用的研究

      铁基Fenton反应在肿瘤治疗中引起了广泛关注。与氧化铁相比,Fe(0)具有较高的催化活性,但在生物医学应用中不稳定。比如,我们报告了一种新的策略,在正常生理条件下通过多孔蛋黄壳纳米结构Fe/Fe3O4(PYSNPs)稳定Fe(0),并控制肿瘤微环境中Fe(0)的释放,以增强癌症治疗。这些PYSNPs对HepG2细胞显示出优越的肿瘤抑制作用。此外,酸性肿瘤微环境中PYSNPs的解体可能导致对比剂增强诊断的MRI信号发生显著变化。值得注意的是,由此产生的Fe3O4片段可在肾内清除,且副作用最小化。总之,这项工作代表了一个纳米平台,用于稳定和选择性地输送Fe(0)用于高效癌症治疗。

Biomaterials 2021, 268. DOI: 120530. (IF12.479) https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120530


2)多模态、多功能纳米活体影像探针的开发及应用

     许多放射性核素可以发射切伦科夫发光(CL),大部分光位于可见光谱的紫外线和蓝色端,作为深层组织的内部激发源。与荧光剂(如量子点),金簇和荧光染料,结合放射性核素的CL可通过切伦科夫共振能量转移(CRET)诱导更多的近红外光用于深部肿瘤成像。

     此外,最近发现电离辐射(X-或γ-辐射)可直接照射某些磷光体(如氧化铕纳米颗粒)以发出荧光。选择性受体靶向肽基药物因其可快速清除循环以及对靶点的高度亲和力和特异性,在肿瘤细胞的分子成像中引起了广泛的关注。其中,许多放射性标记肽已被转化为临床,具有令人印象深刻的诊断准确性和敏感性。我们总结了肽基显像剂的发展现状,重点介绍了探针设计的考虑因素,包括合适肽的识别、探针的化学修饰和临床翻译的标准。与其他FDA批准的显像剂进行比较,还提供了临床试验中关于其诊断能力的具体实例。

     

Adv. Drug Deliv. Rev. 2016, 110-111: 38-51. (IF 15.606) https://doi.org/10.1016/j.addr.2016.06.007



     此外,具有可再充电近红外余辉特性的持续发光纳米颗粒(PLNPs)可以避免组织自发荧光,大大提高信号背景比,因此在活体肿瘤诊断中备受关注。我们证明了放射性药物可以通过切伦科夫共振能量转移和电离辐射有效地激发ZnGa2O4:Cr3+纳米颗粒(ZGCs)的荧光和余辉发光。18F-FDG是一种经临床批准的肿瘤显像放射性药物,成功用作体内光源,在3小时内激发静脉注射的ZGCs进行肿瘤发光显像。在任何需要的时间注入18F-FDG后,可以多次获得具有类似衰减时间的发光,而无需考虑健康问题。相信这一策略不仅可以提供高灵敏度、高对比度、长衰减时间的肿瘤发光成像,而且可以保证患者更少的辐射照射,对未来的图像引导手术大有裨益。


Small 2020, 16 (26), DOI:2001494. (IF 10.856)  https://doi.org/10.1002/smll.202001494



3)纳米探针的毒性和生物效应研究

      切伦科夫辐射(CR)刺激光敏剂(PS)可以克服传统光动力疗法的光穿透限制。然而,单独注射放射性药物和PS不能保证它们在肿瘤区域的有效相互作用,而放射性核素和PS的联合给药在正常组织中面临着不可忽视的光毒性问题。我们描述了一种131 I标记的智能光敏剂。由于聚集引起的猝灭效应,131 I-sPS NP在正常组织中表现出较低的光毒性,但在拆卸后可在肿瘤部位自我产生活性氧物种。在皮下4T1荷瘤Balb/c小鼠和原位VX2荷瘤兔体内显示出很强的抑瘤能力。我们相信131I-sPS纳米颗粒可以扩大CR的应用范围,为深部肿瘤治疗提供有效的策略。

Angew Chem Int Ed Engl. 2021;60(40):21884-21889. (IF 15.336) https://doi.org/10.1002/anie.202107231