原发性肝癌多模式生物成像及特异性靶向探针

原发性肝癌是发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,严重威胁中国人民的生命安全和身体健康。因此,实现原发性肝癌的早期和精准诊断至关重要。临床上传统的影像学方法可以为肝癌提供形态学上的影像信息,但尚存在一定的局限性。多模式生物成像技术融合了各成像技术的优势,能获取更全面的诊断信息。结合肝癌特异性靶向探针,多模式生物成像技术较传统影像技术有更高的敏感度和特异度,不仅可以同时提供原发性肝癌的结构和功能信息,实现肝癌的精准诊断,还可在术中进行实时导航成像,指导原发性肝癌的术中决策。由此可见,多模式生物成像对原发性肝癌的临床诊疗具有重要意义。本文主要聚焦于原发性肝癌的多模式生物成像技术以及特异性靶向探针,综述了相关领域的研究现状。

应用于光电子和生物医学先进材料和器件中的发光离子

金属离子激活的材料和器件已在科学研究和实际应用领域得到广泛的尝试。荧光离子丰富多彩的发光性质极为令人关注,在多功能应用中起到重要的作用。介绍了研究组的最近几方面的工作。首先,镧系掺杂上转化发光纳米材料作为探针或造影剂可用于包括荧光、MRI、X光和CT等多模式生物成像技术。具有高灵敏度和快速响应的生物传感器,对于以有效方式及时准确地检测各种病毒基因极为重要。开发了上转换荧光纳米生物传感器用于病毒检测。另外,研发了可以探测和获取对各种外界刺激的发光离子掺杂的复合材料。通过将磁场耦合到压电光子学,提出和实现了磁致发光(MIL)。另外,纳米电子和光电子器件的最终目标促进了原子层薄的二维材料研究。通过引入稀土离子到二维半导体实现了上下转换发光。最后,展示了引入金属离子以及环境友好型的摩擦发电机,将环境机械能转换为电能和光发射。这些工作将有助于发展未来能源器件和自驱动传感器。

纳米材料在肿瘤影像学诊断中的应用

恶性肿瘤已成为严重危害人类生命的重大疾病之一,早诊断和早治疗可以显著提高患者的生存率。基于荧光成像、CT、光声成像、MRI和PET等的影像学检查已被广泛应用于肿瘤诊断及其研究。然而,早期癌变组织与正常组织具有相似的影像学信号,而现有的影像学成像手段尚难以对其进行精准区分。随着物理学、材料学、生物学和医学的发展以及交叉联合,纳米材料独特的物理化学性质使其在疾病的诊断和治疗中显示出良好的应用前景。纳米材料在实体瘤中的增强渗透性、滞留效应以及易修饰,使其能够精准“识别”肿瘤,并且加速其在肿瘤部位的富集;纳米材料在影像学图像上的特性,使其能够作为造影剂以增强肿瘤部位的信号强度;响应性机制还可使纳米材料基于肿瘤细胞内的微环境,区分正常细胞与癌变细胞。除此之外,基于纳米材料的多模式生物成像可弥补单一模式成像的不足,实现肿瘤的实时和全方位成像。鉴于纳米材料显示出多功能的综合作用,纳米材料有望用于增强早期癌变部位的影像学信号,提高信噪比,从而实现肿瘤的早期诊断。