北理工在等離子體摻雜半導體納米晶增強光動力治療取得進展
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NIR-II光誘導光動力治療的Au/CdSexS1-x納米啞鈴合成,、原理及應用
光動力治療(PDT)作為一種新型無創(chuàng)治療手段在腫瘤治療和細菌感染治療中被廣泛應用,。然而短波長光的組織穿透深度較淺以及低活性氧(ROS)的產生阻礙了其發(fā)展。實現(xiàn)長波長的近紅外二區(qū)（NIR-II）光誘導的多重增強的光動力治療至關重要,。基于此科學問題,，醫(yī)工融合研究院的生物醫(yī)用新材料PI團隊張加濤教授設計合成了半導體摻雜以及局域表面等離子體共振（LSPR）增強等多重增強的近紅外二區(qū)（NIR-II）Au/CdSexS1-x納米啞鈴雜化結構,，與國家納米科學中心王浩、喬增瑩研究員合作,，開發(fā)了用于高效的NIR-II光誘導抗菌光動力治療的新材料,。相關成果在線發(fā)表在國際頂級期刊ACS Nano上。
為實現(xiàn)高效率ROS產生及更高PDT效率,，在團隊近紅外Au/CdSe納米啞鈴結構的精準制備,、高效熱電子注入效應及光電催化產氫、光還原CO2性能應用研究進展（Adv. Energy Mater. 2019, 9(15), 1803889,； Small2020, 16, e2000426）的基礎上,，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的兩端熱點上。Au 納米棒吸收了長波長的NIR-II光,，精準的異質界面構建使Plasmon熱電子高效注入到兩端的半導體結構中,。通過調整Se和S的比例來調整能帶結構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合,，另外,，納米啞鈴異質結構促進了電子,、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實現(xiàn)了高效ROS的產生,，實現(xiàn)了NIR-II光誘導的PDT抑制細菌和生物膜的生長。這種雜化納米啞鈴結構可以產生40倍的超氧自由基(·O2 -)和更多的羥基自由基(·OH),。小鼠體內實驗結果進一步證明該納米啞鈴具有良好的PDT療效,。這種納米結構為NIR-II光誘導的PDT提供了一種新的策略。
上述研究成果得到了醫(yī)工融合研究院的經費支持,，結構可控先進功能材料與綠色應用北京市重點實驗室,、醫(yī)藥分子科學與制劑工程工信部重點實驗室等的平臺支持。北理工材料學院博士生王東為文章第一作者,，國家納米科學中心喬增瑩,，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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