众所周知，对于肿瘤治疗，传统的化学疗法和物理疗法都存在严重的副作用,阻碍了其在实际临床治疗中的应用。最近，基于微酸性和过量过氧化氢的特定肿瘤微环境，利用肿瘤内部催化反应的纳米催化治疗成为前沿且备受关注。其中，研究最为广泛的铁基纳米催化剂可特异性响应肿瘤的弱酸性细胞内环境，释放Fe2+并引发芬顿反应，产生•OH触发细胞凋亡并抑制肿瘤。然而，在弱酸性肿瘤环境中，Fe2+催化的芬顿反应的反应速率较低，导致•OH形成缓慢。除此之外，众多抗肿瘤复合纳米制剂的潜在毒性值得关注。因此，如何找到更高催化活性和更安全的纳米制剂，是人们一直追求的目标。

       最近，山东大学晶体材料研究所陶绪堂课题组首次通过自主设计的“微爆炸法”获得了无氧化MXene-Ti3C2Tx量子点，提出可将钛基二维晶体材料用于肿瘤治疗，并与刘宏教授课题组合作发现其具有较强的类芬顿反应特性。反应式如下：
       Ti3+ + H2O2= Ti4+ + (OH)– + •OH
       由于剥离的MXene-Ti3C2Tx具有易于被氧化的特性，尤其是被缩小到极小的尺寸成为量子点时，更加容易被氧化。因此，在无氧化MXene-Ti3C2Tx量子点的制备上存在困难。制备过程应避免高温或制备时间较长。该研究团队设计了“微爆炸”法，将液氮插层Ti3C2Tx，然后加入热的去离子水。利用温差引起微爆炸破坏其微观结构，产生量子点。该方法简单快捷，易于操作。所获得的量子点中存在大量Ti3+，具有较高的催化活性。在模拟肿瘤微酸环境中，相比Fe2+，该钛基量子点具有更高的催化活性。
       对正常器官和组织无毒性是纳米材料用于生物医疗的基础。钛基材料具有良好生物相容性，已应用于临床治疗与食品工业领域。体内体外实验证明，所制备的无氧化MXene-Ti3C2Tx量子点无论对正常细胞还是组织器官均表现良好的生物相容性。细胞实验显示MXene-Ti3C2Tx对宫颈癌和乳腺癌均有强烈的杀伤能力，体现了优异的抗肿瘤效果。针对恶性化程度较高的HeLa基荷瘤鼠的体内治疗，MXene-Ti3C2Tx量子点通过直接杀伤癌细胞与破坏肿瘤微血管阻断饥饿癌细胞的双重功能，表现出十分优异的肿瘤抑制能力，肿瘤抑制率仍为91.9％。同时对正常组织和血管无损伤作用。相信以这种钛基类芬顿反应为基础的肿瘤治疗方式潜力巨大，为实现肿瘤的高效，精准治疗提供了一条新的道路。
       相关结果以“Nonoxidized MXene Quantum Dots Prepared by Microexplosion Method for Cancer Catalytic Therapy”为题，在线发表在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202000308）上。

高质量氧化镓单晶生长、光电性能调控与器件研究
批准号        51932004       
项目负责人        陶绪堂       
依托单位        山东大学
资助金额        280.00万元       
项目类别        重点项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2024 年 12 月 31 日

报告主题：新型半导体材料研究进展
报告嘉宾：陶绪堂（讲席教授，山东大学晶体材料国家重点实验室）
时 间：2019年9月5日（周四）下午3点
地 点：深圳大学材料学院B2-537


报告人简介
陶绪堂，1983年毕业于山东大学化学系，获得学士学位。同年考入山东大学晶体材料研究所，师从蒋民华教授。1986年获硕士学位并留校工作，1991年10月赴日留学，2002年8月回国工作。曾任晶体材料研究所所长、晶体材料国家重点实验室主任。2002年度教育部长江学者特聘教授，2003年度国家杰出青年基金。作为学术带头人获2005年度教育部创新团队和2007年度国家自然科学基金委创新群体基金并连续两次获得延续资助。兼任中国硅酸盐学会理事，中国晶体学会理事, 中国硅酸盐学会晶体生长专业委员会副主任，中国物理学会固体缺陷专业委员会副主任，第六、七届教育部科学技术委员会交叉学部委员等。
致力于晶体材料研究，提倡从体块晶体到微纳米晶体，从材料、器件到产业化应用的多维度、全链条研究理念。近年来在国内率先采用导模法生长β-Ga2O3晶体，并达到实用要求。在国际上首次生长了多种有机-无机复合钙钛矿和新型含碲钼钨酸晶体。提出了微距空气升华法生长微纳晶体的新方法，发现了可视化机械诱导单晶-单晶相变、自修复单晶相变等现象。
发表SCI收录学术论文400余篇，研究成果曾被美国的Chem. & Eng. News , 英国的Chemistry & Industry, 美国化学会, “ Nature Asia” 等报道。连续五年（2014-2018）入选爱思唯尔中国高被引学者（Most Cited Chinese Researchers）榜单。