據(jù)5月3日科技日報的報道,天津大學科學家借助納米技術,通過添加稀土材料釓,開發(fā)出新型納米顆粒,有望解決傳統(tǒng)藥物制劑缺陷,實現(xiàn)了靶向藥物可視化引導觀測,相關多篇研究成果在納米技術領域頂級期刊ACS Nano發(fā)表。
天津大學生命科學學院常津教授團隊長期致力于納米生物技術在腫瘤等重大疾病診療方面的基礎和應用研究。研究中,他們利用生物添加技術,構建出一種多功能稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒,成功制備了蛋白礦化釓摻雜硫化銅納米診療制劑。這種可用于光熱治療用的硫銦銅/硫化鋅新型納米顆粒,在660納米的激光照射下,同時具有固有的光熱效應和光動力效應,從而獲得了高度的抗腫瘤治療效果。
在此基礎上,科研人員將PET成像技術與光學成像技術相結合,首次探索構建了銅64標記的硫銦銅/硫化鋅量子點,并借助腫瘤耐受鼠對其相關物理化學性能進行了測試。實驗結果表明釓摻雜硫化銅新型納米顆粒具有優(yōu)良的光聲和MRI成像效果,并可在光熱治療中起到很好的可視化引導作用。該納米顆粒同時具有優(yōu)異的PET成像和光學成像性能,可成功地將能穿透深部組織的近紅外光轉(zhuǎn)換成局部藍光,進而激活細胞內(nèi)布控的光感蛋白,實現(xiàn)控制蛋白的多靶點亞細胞定位和癌癥治療。這一研究不僅為PET可視化引導納米藥物研究提供了一種新方向,也為微創(chuàng)光遺傳學技術在體內(nèi)的實施拓展了新思路。
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常津教授團隊多年來一直致力于將納米生物材料和技術應用于腫瘤等重大疾病的診斷和治療。
2016年,該團隊研究出一種借助近紅外光的選擇性照射實現(xiàn)對腫瘤進行靶向治療的平臺技術。研究人員選擇綠色熒光蛋白基因作為治療基因和藥物模型,將攜帶該基因的二氧化硅微球載體和光敏分子的一端連接,再將光敏分子的另一端和上轉(zhuǎn)換微米棒連在一起。研究人員把該結合體與癌細胞共同培養(yǎng),當使用近紅外光照射癌細胞時,該結合體的上轉(zhuǎn)換微米棒可將近紅外光轉(zhuǎn)換成紫外光,紫外光促使光敏分子和上轉(zhuǎn)換微米棒發(fā)生斷裂,使攜帶綠色熒光蛋白基因的二氧化硅載體進入到癌細胞。由于癌細胞內(nèi)的微環(huán)境能夠使綠色熒光蛋白基因從二氧化硅上釋放,并轉(zhuǎn)錄和翻譯成能發(fā)出綠色熒光的蛋白,研究人員就可通過普通的熒光顯微鏡觀測到這一結果。
在醫(yī)療實踐中,如將此體系中綠色熒光蛋白基因換成熒光納米材料標記的治療基因和藥物,就可通過熒光共聚焦顯微鏡動態(tài)監(jiān)測治療基因和藥物與腫瘤細胞的作用過程,實現(xiàn)可視化的靶向治療。
常津介紹,目前臨床上常規(guī)的影像學腫瘤檢測方法如X線計算機體層成像(CT)、正電子發(fā)射斷層顯像(PET)和磁共振成像(MRI)等靈敏度有限且具有放射性,對患者早期篩查腫瘤作用有限。而納米生物技術有望實現(xiàn)對腫瘤的體外早期診斷。他們還通過多功能納米組裝技術,將不同功能的納米顆粒如金納米顆粒、磁性納米顆粒和近紅外納米顆粒等進行多功能組裝,可實現(xiàn)對腫瘤的多模態(tài)(CT、MRI和熒光同時)診斷和(光熱、光動力治療)的診療一體化,還可以實現(xiàn)腫瘤的可視化治療。
參考來源:科技日報 天津大學新聞網(wǎng)
作者:粉體圈
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