仰大勇课题组Nano Letters：长余辉水凝胶用于靶向、持续和无自发荧光的肿瘤转移成像

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恶性肿瘤的转移往往是肿瘤治疗失败的主要原因。肿瘤转移是指肿瘤细胞从原发部位经淋巴道和血管等途径到达其他部位继续生长形成转移瘤的过程。转移瘤一般尺寸微小、形态多样，随机分布在不同器官，导致癌症难以治愈。因此，发展监测肿瘤转移过程的新方法新技术，研究肿瘤细胞的转移行为，对于肿瘤治疗具有重要意义。
       近期，天津大学化工学院仰大勇教授课题组设计合成了一种长余辉水凝胶（PL-gel），用于肿瘤转移的可视化成像研究。PL-gel由肿瘤特异靶向性的长余辉纳米探针和生物相容性良好的海藻酸钠水凝胶构成，能够靶向识别、持续标记肿瘤细胞，并实现无自发荧光的肿瘤转移成像。长余辉纳米探针能够在无外界光激发时，持续发出近红外光，实现无背景干扰的深组织成像。通过表面修饰肿瘤特异性配体，可以实现受体介导的特异性肿瘤识别和标记。PL-gel生物相容性好，不影响肿瘤的转移和侵袭，并具有很高的灵敏度。PL-gel在转移性乳腺癌小鼠模型的肿瘤部位可以持续释放标记探针，克服巨噬细胞的干扰，特异性标记肿瘤细胞，实现肿瘤转移的无创、高选择性、无背景干扰成像示踪。该长余辉水凝胶可以针对各种类型的癌细胞进行定制化设计，从而为各种肿瘤转移研究提供通用性平台。

       研究结果近期发表于Nano Letters，相关成果已申请中国发明专利。天津大学化工学院讲师赵怀鑫博士和硕士研究生刘春霞为共同第一作者。研究得到国家自然科学基金的资助支持。
       论文作者：Huaixin Zhao,#Chunxia Liu,#Zi Gu, Luxi Dong, Feng Li, Chi Yao, and Dayong Yang*
       原文：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03755

       长余辉发光材料简称长余辉材料是一种光致发光材料。它是一类吸收能量并在激发停止后仍可继续发出光的物质，是一种具有应用前景的材料。长余辉材料是研究与应用最早的材料之一，许多天然矿石本身就具有长余辉发光特性，并用于制作各种物品,如“夜光杯”、“夜明珠”等（图1）。真正有文字记载的可能是在我国宋朝的宋太宗时期（公元976—997年）所记载（图2）的用“长余辉颜料”绘制的“牛画”，画中的牛到夜晚还能见到，其原因是此画中的牛是用牡蛎制成的发光颜料所画，西方最早的记载此类发光材料的是在1603年一位意大利修鞋匠焙烧当地矿石炼金时，得到了一些在黑夜中发红光的材料，以后分析得知，该矿石内含有硫酸钡，经过还原焙烧后部分变成了硫化钡长余辉材料。从此以后，1764年英国人用牡蛎和硫磺混合烧制出蓝白色发光材料，即硫化钙长余辉发光材料。

       仰大勇博士，天津大学化工学院教授。现任天津大学校学术委员会委员、中国生物医学工程学会纳米医学与工程分会委员。课题组研究方向是材料化学与生物医学的交叉领域，聚焦DNA合成与智能制造，利用材料化学的手段理解生命系统运行机制，探索重大疾病的诊断治疗新途径。
       课题组主页：http://yanglab-dna.com/