Abstract

摘要：近年来，临床医学对兼具精准影像诊断和高效治疗功能的无机功能材料的需求日益迫切，其中，无机稀土功能材料作为一种全能型生物医用材料，在临床医学研究中起到关键性推动作用。然而，如何构建一种兼具“疾病多模态影像精准诊断和高效协同治疗”的新型稀土功能材料体系，依然是稀土材料学科亟需解决的关键科学问题。稀土上转换纳米探针（Upconversion Nanoprobe，简称UCNP，是一类具有长波段激发、短波段发射特性的发光材料），是生物医用稀土功能材料的一个新兴的重要分支，具有自身独有的诸多优点。本报告将聚焦于我们小组近两年开展的基于UCNP材料体系的新型多功能乏氧肿瘤诊疗剂的最新系列研究进展[1]：首先，设计和制备了基于UCNP的新型氧气感应探针[2]，该氧气感应探针对肿瘤组织中氧气分子含量成功实现了高灵敏无损检测，从而实时监控乏氧肿瘤组织的氧合状态；在此基础上，我们发现了UCNP稀土功能材料的“放疗增敏效应”，提出了稀土化学组分调控和微结构功能化设计的学术思路，分别采用“克服乏氧、利用乏氧和规避乏氧”三种治疗策略，巧妙地将UCNP与氧化硅融合为一体，成功构建了基于UCNP放疗增敏技术的新型多功能诊疗材料，实现了基于乏氧肿瘤的多模态影像介导下的“光热/放疗增敏”[3]、“PDT/放疗增敏”[4]、“PDT/化疗（生物还原性治疗）”[5]、“智能调节的光热治疗”[6] 、“X射线诱导X-PDT/放疗”[7]、“X射线诱导NO控释/放疗”[8] 等多种高效双模式协同治疗；最近，我们又提出了“化学动力学疗法”新概念 [9]，拓展了无机功能材料用于“肿瘤饥饿疗法”新思路 [10]，实现了基于肿瘤微环境特异性诱导激活的高效治疗。这种以新型多功能稀土上转换纳米诊疗剂构建的集医学影像诊断和原位治疗于一体的新技术，有望在未来人类重大疾病的高效诊断和治疗中发挥重要作用。

关键词：稀土上转换材料；乏氧肿瘤；精准影像；多功能协同治疗
参考文献
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步文博，华东师范大学化学与分子工程学院，教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。2002年于南京工业大学获博士学位，同年进入中科院上海硅酸盐研究所工作，2005年晋升为副研究员，2008年破格晋升为研究员，2011年起担任高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室副主任，2015年入选上海市优秀学术带头人计划，2016年作为特聘教授加入华东师范大学。兼任：中国科学院上海硅酸盐研究所特聘研究员，复旦大学（医学院/华山医院）客座教授。近年来，研究方向聚焦于生物医用稀土功能材料的结构设计、化学制备及其多模态肿瘤影像诊断与治疗的应用基础研究。近五年内，作为责任/通讯作者，已在“Nature Nanotech.”、“J. Am. Chem. Soc.”、“Angew. Chem. Int. Ed.”、“Adv. Mater.”等国际著名SCI学术期刊上发表研究论文40余篇，SCI他引4500余次，并受邀在“Chem. Rev.”、“Chem. Soc. Rev.”、“Acc. Chem. Res.”等国际三大顶级综述类学术期刊上发表多篇专题综述论文；1篇研究论文入选“2012年中国百篇最具影响国际学术论文”，13篇研究论文入选 ESI “Highly Cited Papers”， 8篇研究论文被 Nature/SciBX、Chemical& Engineering News、ChemistryViews、Asian Scientist、ChemistryWorld、Phys.org等国际著名专业新闻媒体作为研究亮点进行了专题报道和评述。