北理工在等離子體摻雜半導(dǎo)體納米晶增強(qiáng)光動(dòng)力治療取得進(jìn)展
發(fā)布日期：2021-05-13 供稿：醫(yī)工融合研究院
編輯：欒新域 審核：周勇 閱讀次數(shù)：
多重增強(qiáng)NIR-II光誘導(dǎo)光動(dòng)力治療的Au/CdSexS1-x納米啞鈴合成,、原理及應(yīng)用
光動(dòng)力治療(PDT)作為一種新型無創(chuàng)治療手段在腫瘤治療和細(xì)菌感染治療中被廣泛應(yīng)用。然而短波長光的組織穿透深度較淺以及低活性氧(ROS)的產(chǎn)生阻礙了其發(fā)展,。實(shí)現(xiàn)長波長的近紅外二區(qū)（NIR-II）光誘導(dǎo)的多重增強(qiáng)的光動(dòng)力治療至關(guān)重要,。基于此科學(xué)問題,，醫(yī)工融合研究院的生物醫(yī)用新材料PI團(tuán)隊(duì)張加濤教授設(shè)計(jì)合成了半導(dǎo)體摻雜以及局域表面等離子體共振（LSPR）增強(qiáng)等多重增強(qiáng)的近紅外二區(qū)（NIR-II）Au/CdSexS1-x納米啞鈴雜化結(jié)構(gòu),，與國家納米科學(xué)中心王浩、喬增瑩研究員合作,，開發(fā)了用于高效的NIR-II光誘導(dǎo)抗菌光動(dòng)力治療的新材料,。相關(guān)成果在線發(fā)表在國際頂級(jí)期刊ACS Nano上。
為實(shí)現(xiàn)高效率ROS產(chǎn)生及更高PDT效率,，在團(tuán)隊(duì)近紅外Au/CdSe納米啞鈴結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)制備,、高效熱電子注入效應(yīng)及光電催化產(chǎn)氫、光還原CO2性能應(yīng)用研究進(jìn)展（Adv. Energy Mater. 2019, 9(15), 1803889,； Small2020, 16, e2000426）的基礎(chǔ)上,，通過控制不同Se和S比例的Ag摻雜的CdSexS1-x的生長到各向異性的Au NRs的LSPR的兩端熱點(diǎn)上,。Au 納米棒吸收了長波長的NIR-II光，精準(zhǔn)的異質(zhì)界面構(gòu)建使Plasmon熱電子高效注入到兩端的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中,。通過調(diào)整Se和S的比例來調(diào)整能帶結(jié)構(gòu)獲得最大的熱電子注入效率,，通過引入摻雜Ag可以抑制電子空穴的結(jié)合，另外,，納米啞鈴異質(zhì)結(jié)構(gòu)促進(jìn)了電子,、空穴的有效分離。高的熱電子注入效率及電子,、空穴的有效分離等多重增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了高效ROS的產(chǎn)生,，實(shí)現(xiàn)了NIR-II光誘導(dǎo)的PDT抑制細(xì)菌和生物膜的生長。這種雜化納米啞鈴結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生40倍的超氧自由基(·O2 -)和更多的羥基自由基(·OH),。小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證明該納米啞鈴具有良好的PDT療效,。這種納米結(jié)構(gòu)為NIR-II光誘導(dǎo)的PDT提供了一種新的策略。
上述研究成果得到了醫(yī)工融合研究院的經(jīng)費(fèi)支持,，結(jié)構(gòu)可控先進(jìn)功能材料與綠色應(yīng)用北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、醫(yī)藥分子科學(xué)與制劑工程工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的平臺(tái)支持。北理工材料學(xué)院博士生王東為文章第一作者,，國家納米科學(xué)中心喬增瑩,，王浩研究員和北理工張加濤教授為共同通訊作者，北理工為第一通訊單位,。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00772
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