《基於ZnO發光量子點的複合生物探針與納米給藥系統》是依託復旦大學，由熊煥明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於ZnO發光量子點的複合生物探針與納米給藥系統
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：熊煥明
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為納米科技一個引人注目的研究領域，發光量子點對無機材料化學基礎研究和生物醫學實際套用均有重要的意義。ZnO雖然安全無毒、價廉物美，但是通常方法製備的ZnO納米材料發光性能都不夠理想，特別是它在水溶液、細胞培養液和動物血液中的穩定性需要提高。ZnO的可見螢光不僅和它的粒徑、分散性相關，更主要的是取決於納米粒子的表面狀態和內部缺陷，而這兩個方面直接決定了ZnO生物螢光探針的合成製備與表面修飾的方法途徑，最終影響到ZnO螢光探針穿透組織細胞、生物識別與標記、乃至藥物釋放的過程。最近幾年，課題申請人潛心鑽研ZnO納米發光材料，已經取得了許多突破性的成果。本項目計畫採用多種手段對ZnO量子點進行表面修飾和內部摻雜，製備在體外細胞環境與小動物體內穩定發光的分子探針，對常見的癌細胞進行體外識別，並且與納米給藥系統結合起來，嘗試對裸鼠表皮腫瘤（皮膚癌）的診斷和治療。
結題摘要
本項目原定研究計畫在4年裡全部得以開展，並取得了良好的成果。主要分為以下幾個方面： 1、我們採用多種方法合成製備了ZnO發光量子點，研究了其量子產率與粒徑、結晶度、摻雜元素、表面態等因素之間的關係，分析了這些因素增強螢光與猝滅螢光的原理，找到了調變發光波長的方法。ZnO量子點的能帶結構決定其不能發射紅色螢光，但是我們用兩種不同的摻雜方式間接實現了紅光發射； 2、我們用多種方法對ZnO量子點做表面修飾和功能化，形成有多層核殼結構、在水溶液中常年穩定的生物螢光探針。這類探針顯示出較低的生物毒性，能夠有效的區分癌細胞和正常細胞，分析亞細胞單元，甚至可以對裸鼠做活體成像； 3、ZnO量子點在負載阿黴素以後，能夠高效地殺死癌細胞，我們利用雷射共聚焦成像技術證明了ZnO在溶酶體弱酸性環境中分解並釋放藥物的過程。該納米載藥系統進一步修飾了釓離子後，可對小動物做活體螢光成像和磁共振造影，對小鼠腫瘤進行連續注射治療取得良好的效果。最重要的是，我們通過組織切片分析、質譜分析、代謝產物分析等技術證明基於ZnO量子點構建的生物探針和納米載藥系統是非常安全的，在動物體內能夠完全分解與代謝，這為ZnO量子點進一步的生物技術套用鋪平道路。我們正在進行的研究，包括ZnO量子點運載毒性蛋白治療腫瘤和ZnO量子點包覆異維A酸治療痤瘡都在動物實驗中取得成功，並有望推向臨床套用。 標註本項目的SCI論文已發表了20篇，其中包括Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，ACS Nano等國際一流學術刊物，有多篇論文被評為ESI高被引論文。項目負責人還應邀在國內外十幾次會議上做了學術報告，申請了3項國內專利，培養了十幾位研究生，促進了國內外的合作與交流。
