科研进展

深圳先进院成功研发新型黑磷光声成像造影剂

时间:2017-04-18  来源:医药所生物医用材料与界面研究中心 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋、王怀雨研究员与深圳大学张晗教授合作,成功制备出基于黑磷的光声成像造影剂,用于实现高效安全的肿瘤光声成像诊断。相关论文" TiL4-CoordinatedBlack Phosphorus Quantum Dots as an Efficient Contrast Agent for In VivoPhotoacoustic Imaging of Cancer(一种用于体内癌症光声成像的高效造影剂---钛配体修饰黑磷量子点)"作为正封面文章(Front Cover)发表在国际著名学术期刊Small(《微观》)上,论文第一作者是孙正博博士。

  光声成像技术(photoacoustic imaging)是一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像方法。这种方法需要超短激光脉冲来对组织的小片区域进行照射,被吸收的光能被转化为热能,使附近的组织发生热弹性膨胀,从而形成超声波发射。这一超声波可以用超声换能器检测成像。生物组织的一些内源性分子如血红蛋白和黑色素等均可产生光声信号,想要利用光声成像技术诊断癌症,需要造影剂渗透入组织中,并且选择性地同肿瘤细胞相结合,另外还需要对近红外激光产生光学反应产生显著的光声信号,因此研发高效的光声成像造影剂显得尤为重要。

  黑磷是近年来广受关注的一种具有波形层状结构的新型二维材料,展现出出色的电学和光学特性, 同时具有良好的生物活性和生物相容性。喻学锋研究员团队在之前的研究中发现,尺寸仅为几个纳米的超小黑磷量子点具很高的近红外光热转换能力(Angew.Chem.Int. Ed. 2015, 54,11526)。并且,创造性地提出用配位化学的方法来提高黑磷的稳定性,制备出高稳定性黑磷(Angew.Chem. Int.Ed. 2016, 55,5003)。在此基础之上,研究团队使用钛配体修饰的黑磷量子点进行近红外光声成像研究,研究结果表明,钛配体修饰黑磷量子点具有优秀的光声转换性能,并在生理环境中同样具有良好的稳定性,细胞和动物体内试验均表明,钛配体修饰的黑磷量子点能够高效富集于肿瘤细胞,吸收光声成像的光脉冲,生成可检测到的超声信号,并从中计算出三维的肿瘤图像,提供高分辨率和高对比度的肿瘤组织成像。

  黑磷新型光声成像造影剂的成功研发,为设计新颖的诊疗一体化多功能黑磷制剂,实现肿瘤可视化精准治疗,推进黑磷制剂的临床应用奠定基础。

  本项研究得到了国家自然科学基金、中科院前沿科学研究重点计划、深圳市孔雀团队、深圳市基础研究布局等项目的资助。

  论文链接

 基于黑磷的光声成像造影剂可用于实现高效安全的肿瘤光声成像诊断