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近年來，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員施劍林、步文博帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在稀土上轉(zhuǎn)換新型多功能診療體系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可控制備及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的系列研究工作，受到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。近日，該研究小組撰寫的特邀綜述論文SilicaCoatedUpconversionNanoparticles:AVersatilePlatformfortheDevelopmentofEfficientTheranostics，已在線發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)權(quán)威綜述性學(xué)術(shù)期刊AccountsofChemicalResearch。

稀土功能納米材料，作為一種全能型生物醫(yī)用材料，在臨床醫(yī)學(xué)中具有廣泛的影像/治療作用和重要應(yīng)用潛力。然而，如何構(gòu)建一種集疾病高效的多模態(tài)影像診斷、定位與實(shí)時(shí)監(jiān)控以及多功能協(xié)同精準(zhǔn)治療于一體的新型稀土功能材料體系，依然是稀土材料學(xué)科領(lǐng)域亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。稀土上轉(zhuǎn)換納米探針（UpconversionNanoprobe，簡(jiǎn)稱UCNP，通俗來講是一類具有長(zhǎng)波段激發(fā)、短波段發(fā)射特性的發(fā)光材料），是生物醫(yī)用稀土功能材料一個(gè)新興的重要分支，具有化學(xué)穩(wěn)定性高、熒光壽命長(zhǎng)、活體組織穿透深度大和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)上述關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題，該研究團(tuán)隊(duì)探索了化學(xué)組分-微結(jié)構(gòu)-功能特性之間的內(nèi)在關(guān)系，在此基礎(chǔ)上提出了稀土化學(xué)組分調(diào)控和微結(jié)構(gòu)功能化設(shè)計(jì)的學(xué)術(shù)思路，巧妙地將稀土上轉(zhuǎn)換納米探針與氧化硅融合為一體，成功構(gòu)建了多種新型UCNP稀土多功能診療體系，并取得了一系列研究成果。

二氧化硅包裹是UCNP表面親水改性的有效方法，一方面可提高納米顆粒生物相容性，另一方面可進(jìn)一步在顆粒表面修飾其它功能基團(tuán)（如羧基、氨基、巰基等），從而為后續(xù)生物小分子的嫁接或者其它功能納米顆粒的耦合提供可能。更為重要的是，若在UCNP表面包裹介孔二氧化硅或者制造空腔介孔二氧化硅層，其巨大的孔容可以擔(dān)載大量抗癌藥物，從而得到多功能一體化的納米診療體系。本綜述文章系統(tǒng)地總結(jié)了該研究團(tuán)隊(duì)在基于UCNP/二氧化硅多功能核殼納米診療體系方面的系列研究進(jìn)展：概括了UCNP表面包裹實(shí)心氧化硅、介孔氧化硅和空腔介孔氧化硅的化學(xué)制備方法；探討了基于UCNP影像探針的磁共振影像增強(qiáng)機(jī)理，提出了無機(jī)影像探針“多模態(tài)影像協(xié)同增強(qiáng)”的設(shè)計(jì)理念；發(fā)現(xiàn)了新型UCNP稀土功能材料的“放療增敏效應(yīng)”，構(gòu)建了基于UCNP放療增敏的多功能診療體系；實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)影像實(shí)時(shí)監(jiān)控/介導(dǎo)下的多功能協(xié)同增強(qiáng)的腫瘤（乏氧）精準(zhǔn)治療，為解決傳統(tǒng)影像探針性能低、化療藥物無法控釋和監(jiān)測(cè)、放療X射線利用率低等醫(yī)學(xué)瓶頸問題提供了新的研究思路。

該系列研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等相關(guān)基金資助。

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