科学家制备出荧光修饰高稳定性黑磷纳米片

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近日，中国科学院深圳先进技术研究院生物材料中心喻学锋团队在二维黑磷领域取得新突破，制备出荧光分子修饰的高稳定性黑磷纳米片，相关工作“高稳定多功能荧光分子修饰黑磷纳米片用于近红外成像引导的光热治疗”在线发表于化学材料领域刊物Chemistry of Materials (DOI: 10.1021/acs.chemmater.7b01106)。论文第一作者是博士赵岳涛。

近年来，与石墨烯一样拥有二维层状结构的黑磷展现出卓越的电学和光学特性，被视为新的超级材料，其在光电器件、催化和生物医学领域的巨大应用潜力引起了全世界的广泛关注。研究团队在之前的研究中发现，黑磷具很高的近红外光热转换能力（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54,11526），可用于肿瘤的光热治疗（Nature Communications 2016, 7, 12967）和光声成像（Small, 2017, 13, 1602896）。然而，黑磷的不稳定性在一定程度上限制了其深入的研究和应用。为解决黑磷的这一难题，研究团队赵岳涛曾基于配位化学原理，建立了钛配体修饰技术，有效提高了黑磷量子点在溶液中的稳定性（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55,5003）。
在此基础上，研究团队在本项工作中发展了一种共价修饰的方法，利用重氮化学的原理，将荧光分子Nile Blue偶联到黑磷的表面，构建了一种集光热治疗和荧光成像功能于一体的新型功能材料。研究表明，经荧光分子共价修饰的黑磷，不仅稳定性得到提高，能在空气中和水溶液中稳定存在一定时间，而且能发射很强的近红外荧光。细胞实验证明，该材料不仅具有良好的生物相容性，而且对肿瘤细胞具有很好的荧光成像能力和光热杀伤效果。动物实验表明，该材料不仅能够对肿瘤进行荧光标记，并且能在808纳米激光照射下有效杀灭肿瘤。
该项研究表明，以黑磷为基础构建的多功能纳米材料在癌症治疗上具有良好的应用潜力。
本项目得到了国家自然科学基金、中科院前沿科学研究重点计划、深圳市孔雀团队、广东省领军人才计划等项目资助。