为体内应用开发的可生物降解的无机上转换纳米晶体

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为体内应用开发的可生物降解的无机上转换纳米晶体

掺杂镧系元素的无机上转换纳米晶体(UCNC)引起了越来越多的关注,因为它们是用于体内应用(包括生物成像和疾病疗法)的潜在荧光诊断和治疗剂。

但是,目前所有可用的掺杂镧系元素的无机UCNC,例如最具代表性的b -NaYF 4:Yb / Er,都无法生物降解,因此无法在合理的时间内从生物体内无害地消除,临床翻译几乎是不可能的。

在ACS Nano发表的一项研究中,中国科学院福建物质结构研究所(FJIRSM)的洪茂春教授领导的研究小组报告了一种新型的基于Yb 3的可发射红色的可生物降解的UCNC。+ / Er 3+掺杂的无机七氟锆酸钾(K 3 ZrF 7:Yb / Er)具有动态“软”晶格的特征,该晶格包含水溶性[ZrF7] 3-团簇和K +阳离子。

研究人员发现,通过K 3 ZrF 7 晶格的这种排列方式,可以在将Yb 3+ / Er 3+掺杂到高对称基质中后,制备出一系列红色发光的可生物降解的无机UCNC 。

尤其是,发红光的K 3 ZrF 7:Yb / Er UCNC在体外和体内暴露于水后均表现出pH依赖的生物降解能力,其中通过使用固有的红色上转换发光来监测其快速的生物降解速率。 (UCL),可以通过在降解过程中更改pH值来进行调整。

通过组织病理学和元素分析,研究人员还发现,K 3 ZrF 7:Yb / Er UCNCs的最终生物降解产物可以在短时间内迅速从小鼠体内排出,而对小鼠的肌肉和主要器官无明显毒性。与主要在小鼠主要器官中积累的不可降解的b-NaYF 4:Yb / Er UCNC形成鲜明对比。

这项研究明确地提供了一个机会,以生产一系列的UCL诊断和治疗药物,这些药物在进行生物学应用后的一段合理时间内可在体内被生物降解,这也激发了人们对可生物降解的Ln 3+掺杂无机物的研究兴趣激增。用于各种生物医学应用的UCNC,并有益于其未来的临床翻译。


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