稀土@贵金属双功能复合纳米材料应用于癌症检测与治疗

本项目属于材料学与生命科学的交叉学科。拟通过湿化学法合成一类新颖的稀土上转换纳米晶@贵金属（Au，Ag）核壳双功能复合纳米材料，使之兼具红外癌症热疗和上转换荧光标识功能。在扫描电镜、透射电镜、X射线衍、电子顺磁共振、吸收光谱、红外光谱等多方面结构表征确定其核壳结构的基础上，通过选择激发、时间分辨、变温发射﹑荧光动力学等手段深入研究金属表面等离子体吸收与稀土发光中心的相互作用，获得高效的上转换发光和优异的红外光敏特性。对其进行表面修饰，实现与癌细胞的靶向连接；对其做毒性测试，在安全剂量范围内进行980nm和808nm激光辐照下生物体内的靶向治疗，同时实现对癌细胞的上转换荧光标记和实时监控。本项目将为纳米材料应用于癌症治疗提供一种更具实用价值的功能材料，为实际应用奠定基础。

本项目深入研究了金银纳米材料及其复合材料和其在肿瘤细胞治疗方面的应用。在项目进行期间，我们制备了具有近红外光敏特性的金纳米棒材料，具有红外癌症热疗和上转换荧光标识功能的稀土上转换纳米晶@贵金属（Au，Ag）核壳双功能复合纳米材料，以及具有细胞荧光成像和药物热控释等功能纳米复合材料Au@mSiO2/RBTIC。体外试验中，我们基于金纳米材料和复合材料实现了对多种癌细胞（乳腺癌和肝癌）的高灭活率，而且在实现了在共聚焦显微镜下，实时监控细胞形态、药物缓释和治疗过程。体内实验中，我们利用靶向肽修饰的金纳米棒材料，对接种肝癌肿瘤细胞的小鼠进行治疗，对肿瘤的抑制率得到70%。另外从基础研究的角度，我们利用光谱学手段，研究了贵金属与稀土发光材料相互作用的机理。 .项目进行期间，我们基于以上结果发表了JMC、Nanoscale和Small等SCI论文32篇，其中影响因子大于3的25篇，影响因子6以上的8篇。文章发表后，被很多综述性文章引用和评述。另外我们还对项目中的关键技术进行了专利保护。本项目为癌症治疗领域提供了更具实用价值的功能材料，为实际应用奠定基础。