物理科技生物学-PHYICA

为体内应用开发的可生物降解的无机上转女明星合成换纳米晶体

纳米技术 2022-07-14 23:58:14

中国科学院刘佳 图形摘要

信用:https://pubs

美国化学学会(American Chemical Society的缩写)

org/doi/10

1021/acsnano

0c02601 镧系元素掺杂的无机上转换纳米晶体越来越受到人们的关注,因为它们是潜在的用于体内应用的荧光诊断和治疗剂,包括生物成像和疾病诊断

然而,所有目前可获得的镧系元素掺杂的无机纳米复合物,例如最具代表性的b-NaYF4:Yb/Er,是不可生物降解的,因此不能在合理的时间内从活生物体中无害地消除,使得它们的临床转化几乎不可能

在发表在《纳米美国化学学会》上的一项研究中,教授领导的研究小组

中国科学院福建物质结构研究所的洪茂春报道了一类基于掺Yb3+/ Er3+的无机七氟锆酸钾(K3ZrF7:Yb/Er)的新型发红光可生物降解碳纳米复合材料,其动态特征为含有水溶性[ZrF7]3-簇和K+阳离子的“软”晶格

研究人员发现,K3ZrF7晶格的这种排列使得在取代的Yb3+/Er3+掺杂到高对称性主体基质中之后,能够制备一族发红光的可生物降解的无机UCNCs

特别地,发红光的K3ZrF7:Yb/Er UCNCs在体外和体内暴露于水中时表现出依赖于酸碱度的生物降解能力,并且其中通过使用固有的红色上转换发光(UCL)监测的快速生物降解速率可以通过在降解过程中改变酸碱度来调节

通过组织病理学和元素分析,研究人员还发现K3ZrF7:Yb/ Er UCNCs的最终生物降解产物可在短时间内从小鼠体内快速排出,对其肌肉和主要器官无明显毒性,这与主要在小鼠主要器官中积累的不可降解的b-NaYF4:Yb/Er UCNCs形成鲜明对比

本研究明确地提供了一个机会来生产一系列UCL诊断和治疗剂,这些诊断和治疗剂在进行生物应用后的合理时间内可在体内进行生物降解,这也激发了对用于各种生物医学应用的可生物降解的掺Ln3+的无机纳米复合材料的研究兴趣,并有利于其未来的临床转化

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