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四校联合Nat. Nanotechnol:光照不到的地方也能治!余辉纳米探针实现深组织成像与低毒性治疗
发布时间:2024-11-18 点击次数:

利用X射线诱导的余辉(放射余辉)结合单线态氧(¹O₂)生成的放射动力学效应,解决了光学成像在深组织诊断与治疗中穿透深度有限的问题。然而,有机放射余辉材料由于X射线转换效率低限制了其应用。本研究开发了一种级联X射线能量转换策略,构建了一种新型有机放射余辉纳米探针(RANPs),以提升X射线的利用效率,用于癌症诊断与精准治疗

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来自新加坡南洋理工大学浦侃裔北京化工大学宋继彬南开大学丁丹华中科技大学张燕合作设计了一种集成了放射波吸收器、放射敏化剂和放射余辉基质的纳米探针系统,优化其余辉亮度、波长和响应时间,以用于深部肿瘤的高灵敏度检测与低剂量放疗,同时降低对正常组织的辐射损伤。该研究于近日以A cascade X-ray energy converting approach toward radio-afterglow cancer theranostics为题在线发表于Nature Nanotechnology期刊。

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研究方法


研究团队设计了以CzTPN为放射吸收器、NIR775为放射敏化剂、DTDP为余辉基质的RANPs系统,通过级联辐射发光能量转移(RET)和单线态氧转移(SOT)过程,优化能量传递效率,并结合小鼠肿瘤模型评估其诊断和治疗性能

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关键发现


高效单线态氧生成:RANPs在X射线作用下生成的¹O₂效率显著高于单一组分,达156倍,适用于深部肿瘤治疗。


深组织成像与低剂量放疗:RANPs实现了在15厘米组织深度内的可视化余辉信号,所需X射线剂量比传统无机材料低20倍。


肿瘤特异性探针:通过H₂O₂激活的智能探针tRANP,仅在肿瘤微环境中产生信号,提供精准诊断和手术引导能力。


显著治疗效果:结合低剂量X射线照射,RANPs完全抑制肿瘤生长,且未见显著毒性。

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结论


级联X射线能量转换策略显著提升了放射余辉和放射动力学治疗的效率,为癌症诊疗提供了一种新型有机材料解决方案。这一策略在低剂量放疗和精准癌症诊断方面展现出巨大潜力。


参考文献:


https://www.nature.com/articles/s41565-024-01809-9


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四校联合Nat. Nanotechnol:光照不到的地方也能治!余辉纳米探针实现深组织成像与低毒性治疗
发布时间:2024-11-18 点击次数:

利用X射线诱导的余辉(放射余辉)结合单线态氧(¹O₂)生成的放射动力学效应,解决了光学成像在深组织诊断与治疗中穿透深度有限的问题。然而,有机放射余辉材料由于X射线转换效率低限制了其应用。本研究开发了一种级联X射线能量转换策略,构建了一种新型有机放射余辉纳米探针(RANPs),以提升X射线的利用效率,用于癌症诊断与精准治疗

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来自新加坡南洋理工大学浦侃裔北京化工大学宋继彬南开大学丁丹华中科技大学张燕合作设计了一种集成了放射波吸收器、放射敏化剂和放射余辉基质的纳米探针系统,优化其余辉亮度、波长和响应时间,以用于深部肿瘤的高灵敏度检测与低剂量放疗,同时降低对正常组织的辐射损伤。该研究于近日以A cascade X-ray energy converting approach toward radio-afterglow cancer theranostics为题在线发表于Nature Nanotechnology期刊。

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研究方法


研究团队设计了以CzTPN为放射吸收器、NIR775为放射敏化剂、DTDP为余辉基质的RANPs系统,通过级联辐射发光能量转移(RET)和单线态氧转移(SOT)过程,优化能量传递效率,并结合小鼠肿瘤模型评估其诊断和治疗性能

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关键发现


高效单线态氧生成:RANPs在X射线作用下生成的¹O₂效率显著高于单一组分,达156倍,适用于深部肿瘤治疗。


深组织成像与低剂量放疗:RANPs实现了在15厘米组织深度内的可视化余辉信号,所需X射线剂量比传统无机材料低20倍。


肿瘤特异性探针:通过H₂O₂激活的智能探针tRANP,仅在肿瘤微环境中产生信号,提供精准诊断和手术引导能力。


显著治疗效果:结合低剂量X射线照射,RANPs完全抑制肿瘤生长,且未见显著毒性。

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结论


级联X射线能量转换策略显著提升了放射余辉和放射动力学治疗的效率,为癌症诊疗提供了一种新型有机材料解决方案。这一策略在低剂量放疗和精准癌症诊断方面展现出巨大潜力。


参考文献:


https://www.nature.com/articles/s41565-024-01809-9