理化所碳點光診療劑研究取得新進展

　　癌癥是當前嚴重威脅人類健康和生命的重大疾病，開發低毒高效、多功能納米光診療劑用于癌癥的早期診斷和治療是目前國際納米生物醫藥領域中的重要研究方向之一。近日，中國科學院理化技術研究所光化學轉換與功能材料院重點實驗室在碳點光診療劑研究方面取得了新的進展。

　　研究人員以聚噻吩脂肪酸衍生物為碳源制備了表面帶負電的低毒、水溶性碳點。研究發現，此類負電碳點具有集熒光、光聲、光熱成像和光熱治療四功能于一體（Four-in-One）的特性，可實現光激發下對腫瘤的診斷和治療，從而拓寬了碳點在納米生物醫學領域中的應用（圖1a），該成果已發表在Advanced Materials（2015，DOI； 10.1002/adma.201500323）上。

　　該實驗室研究人員自2012年起，即利用“功能前驅體結構控制合成”方法結合水熱碳化技術，制備了多種具有不同吸收波長（350-750 nm）、最大發射波長在可見與近紅外區域（400-700 nm）的水溶性碳點（圖1b），為可控制備波長可調碳點提供了一種新思路，并進一步拓展了碳點的應用領域。其中，研究人員以功能前驅物聚噻吩季銨鹽衍生物為碳源，制備了表面帶有正電荷的水溶性近紅外發光碳點，該碳點在光照下可通過多重態敏化機制高效產生活性氧（1O2）（Nature Communication, 2014, 5, 4596. DOI: 10.1038/ncomms5596）（圖2）。這種性能獨特的碳點不僅能夠用于光動力治療腫瘤、殺滅細菌，而且在可見光催化及光電子等領域也展現出重要應用前景。此外，研究人員也進一步考察了光敏化機制，以及表面態對所制備的不同碳點發光、光動力、光熱等性質的影響。

　　以上相關研究工作得到了中國科學院重點部署項目、國家自然科學基金委的大力支持。

　　圖1. （a）“Four-in-One” 多功能碳點光診療劑用于腫瘤的診斷和治療示意圖；（b）最大發射在可見到近紅外區域的幾種水溶性碳點。

　　圖2. 碳點高效產生單重態氧的多重敏化機制示意圖