张海元课题组：可伸缩锌卟啉修饰硫化铋纳米系统用于肿瘤的高效光动力治疗

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生物兼容性好的无机纳米材料常被用于构筑精密的纳米系统，促进生物医学应用，其独特的光、声、电、磁等特性能够赋予纳米系统卓越的疾病诊断与治疗功能。硫化铋（Bi2S3）纳米材料具有优良的生物兼容性、CT成像能力和近红外光激发的光热效应，然而，其光动力性能却很少报道。另外，光生电子空穴的复合以及细胞对于氧自由基的防御能力极大程度降低了PDT效率。因此，开发能够同时提高氧自由基产出并且能够期削弱细胞对于氧自由基的防御能力的纳米体系为肿瘤光动力治疗提供了新思路。

　　中国科学院长春应用化学研究所张海元研究员课题组设计制备了可伸缩锌卟啉修饰的硫化铋纳米系统（BPZP），用于肿瘤的高效光动力治疗。如图，锌原卟啉（ZP）分子被通过热收缩高分子（P(NIPAM-co-AM)）连接于Bi2S3纳米棒表面而形成BPZP。灵活的ZP分子可以结合HO-1酶的活性位点，削弱细胞抗氧化损伤的能力，而在近红外光的照射下，Bi2S3纳米棒生热并收缩ZP分子至其表面，使得Bi2S3纳米棒的导带（CB）和价带（VB）能级能够与ZP分子的最高占据轨道（HOMO）和最低未占据轨道（LUMO）形成TypeII异质结构，导致电子和空穴在Bi2S3纳米棒和ZP分子产生高效分离，从而促进活性氧物种的生成。这意味着，BPZP进入细胞后可先期削弱细胞对于氧自由基的防御能力，促进后期近红外光激活的氧自由基的光动力杀伤性能，从而展现出良好的光动力治疗效果，为设计高效的肿瘤光动力纳米系统提供了新思路。以上研究成果发表在Adv. Mater.（Advanced Materials 2019, 31, 1806808）上，该研究工作得到了国家自然科学基金委和吉林省科学技术厅项目的支持。


张海元于2005年毕业于长春应化所并获得博士学位，先后在美国Rensselaer Polytechnic Institute和University of California, Los Angeles从事博士后和研究助理工作，具有多年的纳米材料生物效应、纳米材料生物安全与防护及纳米材料生物应用的研究经历，于2013年回长春应化所任博士生导师和研究员。