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天津大学开发新型稀土纳米颗粒 实现可视化引导抗癌
2018月05月03日 发布 分类:技术前沿 点击量:99
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53日科技日报的报道,天津大学科学家借助纳米技术,通过添加稀土材料钆,开发出新型纳米颗粒,有望解决传统药物制剂缺陷,实现了靶向药物可视化引导观测,相关多篇研究成果在纳米技术领域顶级期刊ACS Nano发表。


  天津大学生命科学学院常津教授团队长期致力于纳米生物技术在肿瘤等重大疾病诊疗方面的基础和应用研究。研究中,他们利用生物添加技术,构建出一种多功能稀土上转换纳米颗粒,成功制备了蛋白矿化钆掺杂硫化铜纳米诊疗制剂。这种可用于光热治疗用的硫铟铜/硫化锌新型纳米颗粒,在660纳米的激光照射下,同时具有固有的光热效应和光动力效应,从而获得了高度的抗肿瘤治疗效果。


在此基础上,科研人员将PET成像技术与光学成像技术相结合,首次探索构建了铜64标记的硫铟铜/硫化锌量子点,并借助肿瘤耐受鼠对其相关物理化学性能进行了测试。实验结果表明钆掺杂硫化铜新型纳米颗粒具有优良的光声和MRI成像效果,并可在光热治疗中起到很好的可视化引导作用。该纳米颗粒同时具有优异的PET成像和光学成像性能,可成功地将能穿透深部组织的近红外光转换成局部蓝光,进而激活细胞内布控的光感蛋白,实现控制蛋白的多靶点亚细胞定位和癌症治疗。这一研究不仅为PET可视化引导纳米药物研究提供了一种新方向,也为微创光遗传学技术在体内的实施拓展了新思路。


拓展阅读:


常津教授团队多年来一直致力于将纳米生物材料和技术应用于肿瘤等重大疾病的诊断和治疗。


2016年,该团队研究出一种借助近红外光的选择性照射实现对肿瘤进行靶向治疗的平台技术。研究人员选择绿色荧光蛋白基因作为治疗基因和药物模型,将携带该基因的二氧化硅微球载体和光敏分子的一端连接,再将光敏分子的另一端和上转换微米棒连在一起。研究人员把该结合体与癌细胞共同培养,当使用近红外光照射癌细胞时,该结合体的上转换微米棒可将近红外光转换成紫外光,紫外光促使光敏分子和上转换微米棒发生断裂,使携带绿色荧光蛋白基因的二氧化硅载体进入到癌细胞。由于癌细胞内的微环境能够使绿色荧光蛋白基因从二氧化硅上释放,并转录和翻译成能发出绿色荧光的蛋白,研究人员就可通过普通的荧光显微镜观测到这一结果。


在医疗实践中,如将此体系中绿色荧光蛋白基因换成荧光纳米材料标记的治疗基因和药物,就可通过荧光共聚焦显微镜动态监测治疗基因和药物与肿瘤细胞的作用过程,实现可视化的靶向治疗。


常津介绍,目前临床上常规的影像学肿瘤检测方法如X线计算机体层成像(CT)、正电子发射断层显像(PET)和磁共振成像(MRI)等灵敏度有限且具有放射性,对患者早期筛查肿瘤作用有限。而纳米生物技术有望实现对肿瘤的体外早期诊断。他们还通过多功能纳米组装技术,将不同功能的纳米颗粒如金纳米颗粒、磁性纳米颗粒和近红外纳米颗粒等进行多功能组装,可实现对肿瘤的多模态(CTMRI和荧光同时)诊断和(光热、光动力治疗)的诊疗一体化,还可以实现肿瘤的可视化治疗。


参考来源:科技日报 天津大学新闻网


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