2012年6月25日 星期三
  • 科研动态
  • 冯丽恒教授课题组近年科研进展情况
  • 发布时间2017-09-07 0:00:00 来源: 编辑者: 点击量:
  • 冯丽恒教授课题组近年科研进展情况

       如何将化学分子构筑成材料并应用于生物、医药、环境等领域是一个重要的科学问题。近年来,我院冯丽恒教授课题组利用荧光共轭聚合物纳米颗粒(CPNs高发光效率、易修饰分离的特点与生物活性分子的特异性识别有机结合起来设计新型的生物复合荧光材料。研究它们的生物识别与调控机理,发展光动力治疗肿瘤疾病的新方法,发展用于疾病早期诊断和治疗的新技术2013年在Chem. Soc. Rev. (2013, 42, 6620)从共轭聚合物纳米颗粒的制备、功能化及生物应用几个方面进行了详细的综述。

     

    1. 共轭聚合物纳米颗粒在生物领域的应用图示

        高效准确地靶向肿瘤细胞和组织是对重大疾病的预警、抑制及治疗急需解决的根本问题。而如何通过稳定的链接方式将具有靶向功能的生物元素链接到功能分子上是解决这一难题的关键技术。近年来研究组制备了覆盖可见光全波段发射的共轭聚合物纳米颗粒,并通过共价键链接的方式与具有高靶向功能的生物分子链接,得到生物复合的共轭聚合物纳米颗粒。所得纳米材料不仅能够高精度和高效率的靶向肿瘤细胞的不同部位,而且能够准确的识别不同肿瘤细胞和进行光动力肿瘤细胞抑制及杀伤。相应的研究结果发表在Adv. Mater. 2014, 26, 3926; Adv. Func. Mater. 2014, 24, 4405; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 19364

     

    2. a)生物复合共轭聚合物纳米颗粒制备示意图;b)功能化纳米颗粒对肿瘤细胞光动力杀伤图;

    c)不同靶向功能共轭聚合物纳米颗粒的制备及靶向细胞图;d)生物功能纳米颗粒识别区别不同肿瘤细胞图

     

        通过检测和调控细胞内源物或消耗物,实现对肿瘤细胞生理活动的调控对探究复杂的生命过程具有重要的科学意义。研究组利用PEG修饰的共轭聚合物纳米颗粒优良的光学特性和良好的生物相容性,制备了新型过氧化氢或金属离子敏感的共轭聚合物纳米颗粒,不仅实现了过氧化氢定性及定量检测,借助酶联反应,还可实现对胆碱、乙酰胆碱等生物活性物质的检测。重要的是实现了活细胞生命活动中胆碱消耗水平的原位监测。相应的研究成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 24110; Biosens. Bioelectron. 2017, 87, 514

     

    3. a)基于纳米颗粒荧光比率策略测活细胞胆碱消耗情况的原理图b)纳米颗粒FRET比值I522 nm/I424 nm作为指示剂监测活细胞胆碱代谢消耗情况c)纳米颗粒H2O2作用前后荧光光谱的变化

        太阳能取之不尽用之不竭,如何高效将太阳能转化为化学能是解决能源危机的主要途径之一。叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,提高其对太阳能的吸收是解决光能转化效率的关键技术。研究组新引进人员王云侠博士将纳米颗粒与叶绿体组装形成生物-光学杂化体系,利用纳米颗粒优异的光吸收能力,叶绿体的吸收光谱可拓宽至紫外区,从而增加对光能的吸收,促进光合作用的光反应,进而提高光合作用效率。该策略为提高叶绿体光能转换效率提供了简易、有效的方法和良好的纳米材料,同时拓展了聚合物在调控生物生命活动方面的新应用相应的研究结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 5308上。

     

    4. 利用共轭聚合物纳米颗粒增强叶绿体光合作用示意图及所用聚合物结构

     

        研究工作的开展得到了国家自然科学基金委、山西省科技厅、山西省教育厅人才项目、山西大学人才项目经费的大力资助以及来自中国科学院化学研究所、山西医科大学和长治学院相关研究组合作支持。

                                                    化学化工学院有机学科研究组

     

     

学院首页 |  院长信箱  |  友情链接
山西大学版权所有 山西省太原市坞城路92号 Copyright @ Shanxi University | All Right Reserved