张凡：超分子工程实现NIR-II区纳米探针与上转换纳米颗粒体内组装和解组装提高生物...

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纳米材料具有增强渗透和滞留的效应，已被用于肿瘤成像和癌症治疗。如何增加纳米探针在肿瘤部位的富集量和延长纳米探针在肿瘤部位的滞留时间是提高治疗效率的关键挑战。而对于基于光致发光的生物医学成像应用，高信噪比和长肿瘤滞留时间则是实时观测和区分肿瘤病灶与正常组织的两个重要先决条件。但是，目前报道的体内组装方法大多是不可逆的，这会导致纳米颗粒在肝脏和脾脏等网状内皮系统中的非特异性组装，造成生物成像的高背景信号以及对生物体的不可逆损伤。因此，在体内组装的同时实现时空可控的纳米材料解组装以增强活体生物成像信噪比和降低长期生物毒性仍然是一个挑战。

近日，复旦大学张凡教授课题组报道了一种纳米材料在体内组装和通过近红外光介导的解组装成像策略，该体系基于偶氮苯修饰的稀土上转换纳米颗粒（UCNP @ Azo）和β-环糊精修饰的近红外二区（NIR-II）稀土下转换纳米探针（DCNP @β-CD）之间的主客体相互作用。研究表明，通过这一新颖策略，使得造影剂在肿瘤中富集量增加了约4倍，滞留时间延长至5小时，而且与单次注射策略相比，信噪比提高了1.5倍。此外，980 nm红外光介导的活体解组装会降低成像背景并加速造影剂的清除速率以降低潜在的长期生物毒性。该成果以题为"Supramolecularly Engineered NIR-II and Upconversion Nanoparticles In Vivo Assembly and Disassembly to Improve Bioimaging"发表在国际著名期刊Advanced Materials上。

在本文中，利用Azo/β-CD之间的主客体超分子工程方法实现了纳米颗粒的体内组装和近红外光介导的解组装。该体系不仅能增强近红外二区（NIR-II）纳米探针在肿瘤区域的滞留，近红外激光介导的纳米探针解组装还可以降低生物成像背景信号。此外，该策略还可以用于其他纳米至微米级造影剂，以改善生物成像信噪比并降低长期细胞毒性。

文献链接：Supramolecularly Engineered NIR-II and Upconversion Nanoparticles in Vivo Assembly and Disassembly to Improve Bioimaging (Adv. Mater. 2018, DOI: 10.1002/adma.201804982)