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[专家学者] 南京邮电大学材料科学与工程学院高分子材料与工程系范曲立

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发表于 2018-2-16 07:08:33 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
范曲立
男,汉族,1974年12月生,江苏无锡人。
南京邮电大学教授、博士生导师。国家自然科学基金委员会优秀青年科学基金获得者,教育部新世纪优秀人才。现任南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院/材料科学与工程学院副院长,省部共建有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地常务副主任。
详细介绍
联系方式
办公地点:南京市文苑路9号 南京邮电大学仙林校区教五楼517
电话:+86-25-85866396
Email:iamqlfan@njupt.edu.cn
个人简历   
1992.09 - 1996.07  南京大学化学化工学院 高分子化学与物理专业 本科生
1996.09 - 1999.07  南京大学研究生院 高分子化学与物理专业 硕士研究生
2000.01 - 2003.06  新加坡国立大学博士生,导师黄维院士
2003.06 - 2006.07  复旦大学先进材料研究院任讲师
2006.08 - 迄今     南京邮电大学教授、博士生导师
2006.09 - 迄今     南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院纳米生物研究所所长
2009.05 - 迄今     江苏省“有机电子与信息显示”重点实验室副主任
2010.02 - 迄今     省部共建有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地常务副主任
2011.07 - 2011.09  新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院访问学者
2012.10 - 迄今     美国斯坦福大学分子影像医学中心访问学者
研究方向
  研究兴趣集中于光电功能材料、有机\无机杂化材料、纳米生物材料、化学与生物传感等方面。
主要研究项目
  先后主持或参与国家重点基础研究发展计划(973项目)、国家重点基础研究发展计划项目(973项目)课题、国家自然科学基金优秀青年科学基金、国家自然科学基金委员会重点项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年科学基金项目、教育部高等学校博士点专项科研基金项目、江苏省科技厅自然科学基金面上项目、上海市科委光科技专项、上海市教委曙光计划项目、复旦大学青年教师基金项目、南京邮电大学物联网重大专项等20余项;同时,受到了教育部“新世纪优秀人才”、“霍英东教育基金会高等院校青年教师基金”项目的支持,并且获得江苏省“333高层次人才培养工程”和江苏省教育厅高校“青蓝工程”中青年学术带头人培养对象的资助,作为团队带头人主持一项“江苏省高等学校优秀科技创新团队”项目(已结题),项目资助金额逾1000万元。
承担人才项目
1)   国家自然科学基金委员会:2012年,国家自然科学基金优秀青年科学基金,100万,2013年1月-2015年12月。
2)   国家教育部:新世纪优秀人才支持计划,2010年,50万,在研。
3)   国家教育部:霍英东教育基金会高等院校青年教师基金:“特殊拓扑的嵌段共轭高分子的聚集态与光电器件”, 编号111051,2008年5月-2011年4月,1.88万美金,项目负责人,圆满完成。
4)   江苏省教育厅:江苏省高等学校优秀科技创新团队:“有机电子与纳米技术”,编号TJ207035,2008年1月-2010年12月,30万,项目负责人/团队带头人,圆满完成。
5)   江苏省教育厅:高校“青蓝工程”中青年学术带头人培养计划,2008年12月-2011年12月,6万,项目负责人,圆满完成。
承担科研项目
  1)   国家自然科学基金项目:“整合素αvβ3-RGD的共轭高分子近红外光声探针的制备及肿瘤成像研究”,编号61378081,2014年1月—2017年12月,98万元,项目负责人,在研。
   2)   国家重点基础研究发展计划项目(973项目)课题:“有机半导体材料与光电器件的高性能化及多功能化”,编号2012CB723402,2012年1月-2014年12月,153万,课题负责人,在研。
   3)   国家自然科学基金面上项目:“不同拓扑结构的水溶性共轭聚合物分子刷的合成及生物应用研究”,编号51173080,2012年1月-2015年12月,60万,项目负责人,在研。
   4)   国家自然科学基金面上项目:“具荧光性质的水溶性聚合物/磁纳米粒子复合体系的制备及其生物检测应用”,编号20874048,2009年1月-2011年12月,32万,项目负责人,在研。
   5)   国家重点基础研究发展计划(973项目):“有机纳米材料在显示器件中的应用及相关原理”,编号2009CB930600,2009年1月-2012年12月,3200万,负责第一课题,在研。
   6)   国家自然科学基金青年科学基金项目:“刚柔嵌段共轭聚合物的生物功能化”,编号20504007,2006年1月-2008年12月,25万,项目负责人,圆满完成。
   7)   江苏省科技厅自然科学基金面上项目:“原子转移自由基聚合制备水溶性荧光磁纳米粒子及其生物检测应用”,编号BK2008453,2008年12月-2010年12月,8万,项目负责人,顺利结题。
   8)   国家自然科学基金委员会重点项目:“共轭聚合物传感材料的制备及生物检测应用”,编号:60537030,2006年1月-2009年12月,150万,材料部分负责人,圆满完成。
   9)   教育部高等学校博士点专项科研基金项目:“水溶性含铱配合物的刚柔嵌段共轭聚合物的合成及其生物传感应用研究”,编号:20093223110003,2010年1月-2012年6万,项目负责人,在研。
   10)  南京邮电大学物联网重大专项:“新一代共轭聚合物传感材料及器件”,2011年1月-2013年12月,300万,项目负责人,在研。
   11)  上海市科委光科技专项:“电致发光聚合物材料的开发、应用和器件化”,编号022261042,2002年9月至2004年12月,165万元,主要骨干,圆满完成。
   12)  上海市教委曙光计划项目:“纳米刚柔嵌段高分子材料的合成、自组装与光电性能”,编号 2003SG03,2003年10月-2006年9月,20万,主要骨干,已结题。
   13)  复旦大学青年教师基金项目:“水溶性共轭聚合物生物传感材料的合成与表征”,2004年1月-2005年12月,4万,项目负责人,圆满完成。   
主要学术成绩
   近年来在Biomaterials、Macromolecules、Macromolecular Rapid Communications、Chemistry-A European Journal、Organic Letters等国际期刊上共发表SCI收录论文132篇,IF>3.0的76篇,被引2721次,其中他引2561余次,以第一作者或通讯作者发表文章40篇,单篇最高他引77次,H-index因子为31,授权中国发明专利21项。参加国际学术会议做受邀或口头报告十余次。
奖励荣誉
1. 复旦大学优秀青年教师基金(2003年)
2. 霍英东教育基金会高等院校青年教师基金 (2007年)
3. 江苏省高等学校优秀科技创新团队带头人 (2008年)
4. 黄维、范曲立、解令海、陈润锋、姜鸿基、赖文勇、唐超,“高性能芴基蓝光材料”,江苏省科学技术进步二等奖(2008年)
5. 黄维、范曲立、黄艳琴、张广维、刘淑娟、卢晓梅,“共轭聚合物荧光传感材料”,江苏省科学技术进步二等奖(2009年)
6. 江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人(2009年)
7. 江苏省“333高层次人才培养工程” 中青年科学技术带头人(2009年)
8. 江苏省“六大人才高峰”高层次人才(2010年)
9. 黄维、范曲立、刘淑娟、赵强、许辉,“磷光金属配合物光电功能材料与器件”,江苏省科学技术一等奖(2010年)
10.教育部“新世纪优秀人才”支持计划(2011年)
11.第十三届江苏省青年科技奖(2012年)
12.黄维、赖文勇、夏瑞东、解令海、范曲立、韦玮、刘烽,“高性能有机半导体的高效制备与光电器件”,江苏省科学技术奖二等奖(2013年)
13.黄维、赖文勇、解令海、范曲立、唐超,“有机半导体的设计原理、高效制备与光电器件”,国家自然科学奖二等奖(2013年)
代表性著作
1.Yang Z, Yuan Y, Jiang RC, Fu NN, Lu XM, Tian CC.; Hu WB, Fan QL*, Huang W; “Homogeneous near-infrared emissive polymeric nanoparticles based on amphiphilic diblock copolymers with perylene diimide and PEG pendants: self-assembly behavior and cellular imaging application”; Polym Chem 2014, 5(4): 1372. (Corresponding Author)
   2.Lu XM, Jiang RC, Yang MH, Fan QL*, Hu WB, Zhang L, Yang Z, Deng WX, Shen QM, Huang YQ, Liu XF, Huang W; “Monodispersed grafted conjugated polyelectrolyte-stabilized magnetic nanoparticles as multifunctional platform for cellular imaging and drug delivery”; Journal of Materials Chemistry B 2014, 2, 376. (Corresponding Author)
   3.Jiang RC, Lu XM, Yang MH, Deng WX, Fan QL*, Huang W; “Monodispersed Brush-Like Conjugated Polyelectrolyte Nanoparticles with Efficient and Visualized SiRNA Delivery for Gene Silencing”; Biomacromolecules 2013, 14, 3643. (Corresponding Author)
   4.Hu WB, Lu XM, Jiang RC, Fan QL*, Zhao H, Deng WX, Zhang L, Huang L, Huang W; “Water-soluble conjugated polyelectrolyte brush encapsulated rare-earth ion doped nanoparticles with dual-upconversion properties for multicolor cell imaging”; Chem. Commun. 2013, 49, 9012. (Corresponding Author)
   5.Lu XM, Jiang RC, Fan QL *, Zhang L, Zhang HM, Yang MH, Ma YW, Wang LH, Huang W*; “Fluorescent-Magnetic Poly(poly(ethyleneglycol)monomethacrylate)- Grafted Fe3O4 Nanoparticles from Post-Atom-Transfer-Radical- Polymerization Modification: Synthesis, Characterization, Cellular Uptake and Imaging”; Journal of Materials Chemistry, 22 (14) : 6965-6973, 2012. (Corresponding Author)
   6.Ma YW, Sun LY, Huang W, Zhang LR, Zhao J, Fan QL*, Huang W*; “Three-Dimensional Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes/Graphene Structure Used as a Metal-Free Electrocatalyst for the Oxygen Reduction Reaction”; Journal Of Physical Chemistry C  115(50): 24592-24597, DEC 22 2011.  (Corresponding Author)
   7.Sun PF, Lu XM, Fan QL*, Zhang ZY, Song WL, Li B, Huang L, Peng JW, Huang W*;  “Water-Soluble Iridium(III)-Containing Conjugated Polyelectrolytes with Weakened Energy Transfer Properties for Multicolor Protein Sensing Applications”;   Macromolecules  44(22), 8763-8770, NOV 22 2011. (Corresponding Author)
   8.Liu LL, Song WL, Zhang ZY, Sun PF, Lu XM, Fan QL*, Huang W*; “Synthesis and characterization of a water-soluble poly(fluorene-co-thiophene) and its fluorescence quenching by proteins”; Acta Polymerica Sinica 7: 724-728, JUL 20 2011. (Corresponding Author)
   9.Chen RF, Zhang ZY, Fan QL*, Huang W*, Ding JF; “Macrospirocyclic Oligomers Based on Carbazole and Fluorene”; Organic Letters 13(2): 200-203, JAN 21 2011. (Corresponding Author)  
   10.Chen RF, Liu LY, Fu H, Zheng C, Xu H*, Fan QL*, Huang W*; “The Influence of the Linkage Pattern on the Optoelectronic Properties of Polysilafluorenes: A Theoretical Study”; Journal of Physical Chemistry B 115(2): 242-248, JAN 20 2011. (Corresponding Author)
   11.Liu, XF, Fan QL*, Huang, W*; “DNA biosensors based on water-soluble conjugated polymers”; Biosensors & Bioelectronics 26(5): 2154-2164, JAN 15 2011. (Corresponding Author)
   12.Zhang ZY, Lu XM, Fan QL*, Hu WB, Huang W*; “Conjugated polyelectrolyte brushes with extremely high charge density for improved energy transfer and fluorescence quenching applications”; Polymer Chemistry 2(10): 2369-2377, 2011. (Corresponding Author)   
   13.Qi XY, Pu KY, Li H, Zhou XZ, Wu SX, Fan QL, Liu B*, Boey F, Huang W*, Zhang H*; “Amphiphilic Graphene Composites”, Angewandte Chemie-International Edition,49   (49) : 9426-9429, 2010.
   14.Huang YQ, Fan QL*, Liu XF, Fu NN, Huang W*; “Solvent- and pH-Induced Self-Assembly of Cationic Meta-Linked Poly(phenylene ethynylene): Effects of Helix Formation on Amplified Fluorescence Quenching and Forster Resonance Energy Transfer”  LANGMUIR 26(24): 19120-19128, DEC 21 2010.  (Corresponding Author)   

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发表于 2018-3-11 09:46:26 | 只看该作者
       近期,南京邮电大学的范曲立教授研究团队首次设计了一种基于花菁结构的单组分纳米探针并成功应用于活体肿瘤内谷胱甘肽的比率型光声成像。该探针结构中的双硫键(S-S)首先被肿瘤部位高度表达的谷胱甘肽切断而生成巯基(-SH),随后,-SH进一步和结构中邻近的仲胺发生交换,生成和原探针光学性质迥异的产物,在近红外光区表现出比率型的光学响应性。同时,该探针可以有效区分其他硫醇,对谷胱甘肽表现出高度的特异选择性。此外,和传统的通过纳米共沉淀法制备的多组分纳米探针相比,该探针的单组分结构设计能够有效克服光学分子的泄露问题,提高了纳米结构的稳定性,为实现活体内精准成像提供了保证。裸鼠实验表明,尾静脉注射纳米探针后,肿瘤及其周边血管可以很清晰的呈现出来。随着给药时间的推移,680纳米处的光声信号缓慢增加,在1.5小时达到峰值;相比之下,820纳米处的光声信号随着时间显著增加,且于4小时达到最大。经计算,比率型光声信号(ΔPA820/ΔPA680)同样表现出了随时间递增的趋势,且在4小时达到最高值,为0.5小时的2.94倍。该结果证明纳米探针在肿瘤部位被成功激活,表现出了良好的比率型成像效果。
       基于谷胱甘肽在肿瘤环境中的高浓度表达及其对双硫键的高效响应性,该工作的设计思路可以进一步扩展到制备诊疗一体化的纳米平台用于光声成像实时监控并指导的药物释放和治疗。
       相关工作发表在Small上(DOI: 10.1002/smll.201703400),第一作者为南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院的博士生尹超和唐玉富。

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发表于 2019-3-25 08:54:39 | 只看该作者
药物毒性是现代医学普遍关注的问题之一。肝脏作为人体外源性和内源性异生物的转化和清除的核心场所,往往是受影响最大的器官,药物诱导严重肝毒性甚至可导致死亡。药物诱导的肝毒性是药物上市失败和上市药物撤回的主要原因之一,因此监测药物诱导的肝毒性是药物临床试验中非常重要的环节。传统方法通过采集离体血液很难实时准确地反映药物导致肝毒性的情况,而荧光成像法具有灵敏度高、操作简便、可原位实时检测等优点,成为监测药物诱导肝毒性研究的有效手段。然而,目前用于监测药物诱导肝毒性的荧光探针都是近红外(NIR-I,400-900 nm)荧光,严重受限于肝的强烈自发荧光干扰,且NIR-I荧光有限的组织渗透深度很难实现活体肝原位成像。
  与NIR-I荧光成像相比,第二近红外窗口(NIR-II,1000-1700 nm)内的体内荧光成像具有更广阔的前景,可以提供更深的组织穿透、更高的空间分辨率,因为它减少了组织自发荧光、光子散射和吸收。尽管NIR-II荧光成像在药物诱导的肝毒性监测方向体现出诸多优势,但是目前尚缺乏有效的探针从药物诱导的肝毒性所涉及的复杂病理生理机制中准确识别药物诱导肝毒性标志物。
  近日,南京邮电大学IAM团队范曲立教授团队在Chemical Communications上发表文章,该团队设计开发了基于药物诱导肝毒性的标志物一氧化氮可激活的NIR-II荧光纳米探针AOSNP(图1)。这是黄维院士、范曲立教授研究团队继Advanced Materials (Adv. Mater., 2018, 30, 1801140)、Chemical Science (Chem. Sci., 2018, 9, 3105)后在NIR-II荧光成像领域取得的又一研究成果。
图1. 设计与合成药物诱导肝毒性生物标志物一氧化氮可激活的NIR-II荧光探针
  AOSNP包含一个一氧化氮敏感的有机半导体基团(FTBD)作为主要的传感组件,在一氧化氮的存在下,可以将其能量受体单元转换成更强的受体(图1),从而有效地将其荧光从NIR-I区红移到NIR-II区。
  探针AOSNP具有较高的NIR-II荧光亮度、优越的肝脏中积累能力、低检测限、响应时间快、灵敏度高、特异性好、光稳定性和生物相容性好等性能,成功用于一种常用的抗疼痛/发热药物APAP引起的体内原位、实时、无创NIR-II荧光监测药物剂量依赖性肝毒性NO活性。该探针可能有助于揭示氧化还原在多种疾病中产生和作用的机制。

该论文作者为:Yufu Tang, Yuanyuan Li, Zhen Wang, Feng Pei, Xiaoming Hu, Yu Ji, Xiang Li, Hui Zhao, Wenbo Hu, Xiaomei Lu, Quli Fan and Wei Huang
Organic semiconducting nanoprobe with redox-activatable NIR-II fluorescence for in vivo real-time monitoring of drug toxicity
Chem. Commun., 2019, 55, 27, DOI: 10.1039/C8CC08413K

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发表于 2019-4-24 16:46:23 | 只看该作者
在荧光材料中,致敏剂之间的交叉弛豫通常被认为是有害的,而在光热剂中则是有利的。南京邮电大学范曲立教授团队合作,首次将普鲁士蓝(PB)包覆在NaNdF4纳米颗粒上制备出核-壳纳米复合物,结果发现在Nd3+离子的阶梯状能级与PB的连续能带之间会产生新的交叉弛豫通路来提高光热转换效率,实验也对增强的光热效应的机理进行了研究。体内光声成像和光热治疗结果则证实了这一增强的光热试剂的应用价值和潜力。这一工作提出了在不同材料间产生新的交叉弛豫路径的策略,进而为设计增强型光热试剂提供了新的方法。

Zhongzheng Yu, Wenbo Hu, Quli Fan, TimothyThatt Yang Tan, et al. Generating New Cross Relaxation Pathways by CoatingPrussian Blue on NaNdF4 for Enhanced Photothermal Agents. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201904534
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201904534

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发表于 2019-6-19 09:11:02 | 只看该作者
具有刺激响应的系统间交叉可逆切换(ISC)功能的光敏剂(PSs)在智能光动力治疗(PDT)中具有广阔的应用前景,但如何实现这一目标仍是一个巨大的难题。南京邮电大学范曲立教授、黄维院士纽约州立大学布法罗分校Paras N. Prasad团队合作提出了一种在新的PSs中实现ISC可逆切换的策略,该PSs具有刺激引发的共轭主链扭转功能。研究也利用包括飞秒瞬态吸收光谱和量子化学计算等实验证明了其ISC效率(ФISC)有显著提高(从近0到90%),即通过增加扭曲的程度可以提高有机材料的ФISC。因此,该光敏剂有望被用于智能PDT,即利用pH诱导的可逆扭转使得ISC最大化,而只有在病理条件(如pH、乏氧或酶)的刺激下才会产生强的光动力作用。而当PSs从病理区域转移或被代谢时,ISC过程会被关闭从而使PDT的功能失活。

Wenbo Hu, Quli Fan, Wei Huang, Paras N. Prasad,et al. Stimuli Responsive Reversible Switching of Intersystem Crossing in PureOrganic Material for Smart Photodynamic Therapy. Angewandte ChemieInternational Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201905129
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201905129

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发表于 2020-10-17 10:12:30 | 只看该作者
由于近红外二区的光具有更大的组织穿透深度、更高的成像信噪比和更大的组织耐受度,所以基于近红外二区的光诊疗相对于近红外一区光诊疗在实际应用中具有更大的优势。目前,辅助近红外二区光诊疗的纳米制剂主要集中于无机纳米颗粒和小分子染料,它们在生物体内的长期毒性和光稳定性差等问题有待进一步解决。相比之下,有机半导体纳米材料具有光稳定性高、光学特性优良和生物相容性好等优点,这就使得该类纳米材料在体内光诊疗中具有更大的应用前景。南京邮电大学材料科学与工程学院范曲立教授课题组结合自身的代表性工作,总结了有机半导体纳米材料在近红外二区光诊疗领域的最新研究进展。
        本文引言部分从理论上分析了近红外二区光诊疗比近红外一区更具优势的原因,并介绍了有机半导体纳米材料的特点:纯有机和生物惰性组分降低了某些无机纳米粒子的生物毒性影响(如重金属离子毒性);相比于某些有机小分子染料具有更高的耐光性。正文部分首先介绍了基于有机半导体纳米材料的近红外二区荧光成像介导的治疗,包括手术治疗、化疗和光热治疗。基于苯并双噻二唑结构的有机半导体骨架由于具备较高的荧光量子产率和结构易修饰等特点,被广泛应用于二区荧光成像以及成像介导的治疗。文章随后介绍了有机半导体纳米材料辅助的二区光声成像介导的治疗,重点综述了基于方酸、苯并双噻二唑、噻二唑并苯并三唑和喹喔啉等骨架结构的有机半导体纳米材料在二区光声成像介导的二区光热治疗中的应用。文章进一步介绍了有机半导体纳米材料在多模态二区光诊疗中的应用,主要包括近红外二区荧光/光声成像介导的光热/光动态/化学药物联合治疗、近红外二区荧光/PET成像介导的肿瘤手术治疗、近红外二区荧光/光声成像介导的光动态/光热治疗和近红外二区荧光/光声/热成像介导的光热治疗,并从纳米材料的组成出发,比较了单组份和多组分构筑的有机半导体纳米材料在活体诊疗中的优缺点。最后,文章讨论了目前有机半导体纳米材料在二区光诊疗中面临的问题和挑战,以及未来的发展方向。相关论文发表在VIEW期刊上(DOI: 10.1002/VIW.20200070)。


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发表于 2021-10-7 10:29:31 | 只看该作者
近红外二区(NIR-II,1000-1700 nm)荧光成像技术相对于传统的600-900 nm范围的近红外荧光成像,因减小了生物组织的光散射和吸收,具有厘米级的成像深度、低的背景噪音、优异的成像信噪比和高分辨率,在肿瘤等疾病的成像方面引起了广泛的关注。同时,基于1064 nm波长激光的NIR-II光热治疗相比于近红外一区光热治疗对生命组织具有更优的穿透深度和更高的生物安全使用功率(1.0 W cm-2),能够显著增强光热效率和治疗效果,并能减小对生命组织的伤害。有机共轭聚合物由于具有出色的光学特性、良好的生物相容性和分子结构易于调控的特点,在荧光成像和光热治疗领域都表现出巨大的潜力。特别是灵活可调的光学特性使得共轭聚合物也被开发用于NIR-Ⅱ荧光成像和1064 nm激光激发的NIR-Ⅱ光热治疗。然而,现有报道的NIR-Ⅱ荧光成像共轭聚合物的溶解性和荧光强度均不太令人满意,造成成像质量不理想。更为重要的是同时具备NIR-Ⅱ荧光和NIR-Ⅱ光热的共轭聚合物报道的还较少。因此,迫切需要开发一种简单高效的方法提高共轭聚合物的溶解性,NIR-Ⅱ荧光的亮度,最终实现NIR-Ⅱ荧光成像指导的NIR-Ⅱ光热治疗。
        基于上述背景,南京邮电大学范曲立教授团队通过三元共聚法开发了一种同时具有高亮度NIR-Ⅱ荧光和优异NIR-Ⅱ光热治疗的共轭聚合物。他们选用喹喔啉(TTQ)作为强电子受体、4,8-二(4-(2-乙基戊基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基) (BDT)作为强电子给体来构建具有NIR-Ⅱ吸收和发射的共轭聚合物骨架,并额外掺杂弱电子给体4,4'-二癸基-2,2'-联噻吩(TC),系统地调控共轭聚合物的光物理性质。结果显示在保持TTQ含量不变的前提下,改变电子给体单元(BDT和TC)的比例可以有效改变聚合物的吸收和NIR-II荧光强度。随着弱电子给体TC掺杂含量的增加,聚合物的吸收峰表现出明显的蓝移现象,且聚合物在1064 nm处均有较强的吸收。更为重要的是随着TC掺杂含量的增加,共轭聚合物在1052 nm处的荧光强度增加了1.2倍,表明弱电子受体的引入可以增强共轭聚合物的NIR-II荧光成像亮度。
        随后,他们利用二硬脂酰磷脂酰乙酰胺-甲氧基聚乙二醇(DSPE-mPEG)对聚合物进行包覆以获得水溶性和生物相容性良好的纳米粒子(BDT-2TC12 NPs)。该NPs在808和1064 nm处均具有较强的吸收,并具有优异的NIR-II光热效率。该纳米粒子在体外实现了高效的1064 nm激光激发的NIR-Ⅱ光热治疗效果,并最终在体内实现了对小鼠血管和肿瘤的高分辨率的NIR-Ⅱ荧光成像。最后,小鼠肿瘤模型实验结果证明BDT-2TC12 NPs有能力实现明亮的NIR-Ⅱ荧光成像引导的高效的NIR-Ⅱ光热治疗。
       上述工作以论文形式在《高分子学报》印刷出版,文章的第一作者是南京邮电大学的硕士生张华,通讯作者为孙鹏飞副教授和范曲立教授。


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发表于 2021-11-11 16:58:26 | 只看该作者
近红外二区(NIR-II,1000-1700 nm)荧光成像技术因具有高穿透深度和低背景荧光等优点,在生物医学领域具有广泛的应用前景。然而,目前报道的NIR-II造影剂的荧光效率普遍较低,严重限制了NIR-II荧光成像技术的发展。因此,如何提高NIR-II造影剂的荧光效率一直是分子影像领域的研究热点和难点。从本质上看,造影剂的光学性质与其激发态动力学行为密切相关。通过研究造影剂的激发态动力学行为,提出新概念、新机理,是提高NIR-II造影剂荧光效率的有效途径,但目前基于NIR-II造影剂的激发态动力学行为研究还鲜有报道。
最近,南京邮电大学范曲立教授/孙鹏飞副教授、西北工业大学胡文博教授从激发态动力学角度揭示了非辐射振动弛豫在NIR-II荧光猝灭中的关键作用,继而通过调控振动弛豫动力学行为来增强NIR-II荧光效率,实现了高效NIR-II活体荧光成像。该工作通过调节弱电子给体基团DDB在共轭体系中的掺杂比例,制备了三种共轭聚合物材料OSP21、OSP11和OSP12。超快光谱结果表明DDB的掺杂可以有效抑制振动弛豫动力学行为,显著提升NIR-II荧光效率。活体实验研究表明OSP12纳米粒子可以在小鼠体内实现高清晰度的血管、淋巴管和肿瘤的NIR-II荧光成像,其中在注射10分钟以后小鼠脑部血管的信噪比高达10,淋巴管的信噪比高达20。此外,OSP12纳米粒子同样表现出良好的光热效率,可实现高效光热治疗。该工作初步阐明了“分子结构-振动弛豫-NIR-II荧光”的构效关系,为高性能NIR-II荧光造影剂的设计开发提供了新思路。
该论文的第一作者为南京邮电大学材料科学与工程学院的青年教师尹超博士,南京邮电大学范曲立教授/孙鹏飞副教授、西北工业大学胡文博教授为论文的通讯作者。




论文信息:
[Remarkable Suppression of Vibrational Relaxation in Organic Semiconducting Polymers by Introducing a Weak Electron Donor for Improved NIR-II Phototheranostics]
[Chao Yin, Hua Zhang, Bo Sun, Shangyu Chen, Xinyue Jiang, Xiaofei Miao, Pengfei Sun,* Wenbo Hu,* Quli Fan,* and Wei Huang]
[Advanced Functional Materials]
[10.1002/adfm.202106575]
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202106575

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