化学学报 ›› 2021, Vol. 79 ›› Issue (9): 1097-1106.DOI: 10.6023/A21050219 上一篇    下一篇

综述

透明质酸纳米材料在荧光/光声成像和光疗中的应用

潘立祥a, 黄艳琴a,*(), 盛况a, 张瑞a,c, 范曲立a, 黄维a,b,*()   

  1. a 南京邮电大学 有机电子与信息显示国家重点实验室 信息材料与纳米技术研究院 南京 210023
    b 西北工业大学 柔性电子研究院 西安 710072
    c 东南大学附属中大医院 眼科 南京 210009
  • 投稿日期:2021-05-17 发布日期:2021-09-17
  • 通讯作者: 黄艳琴, 黄维
  • 作者简介:

    潘立祥, 男, 汉族, 1997年出生于江苏, 2019年本科毕业于盐城工学院, 随后加入南京邮电大学黄艳琴课题组攻读硕士学位, 研究方向为基于近红外有机共轭材料的纳米诊疗剂及其生物应用.

    黄艳琴, 南京邮电大学教授, 2006年获复旦大学博士学位, 2006年7月起就职于南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院. 主要研究方向是有机/聚合物光电材料及其在化学与生物传感、生物成像与诊疗中的应用. 承担和参与国家省部级各类项目6项, 在Biosensors and Bioelectronics、ACS Appl. Mater. & Interfaces、Polymer Chemistry、Langmuir等国际期刊上发表SCI论文30余篇. 2016年获江苏省科学技术奖二等奖, 2009年获江苏省科技进步奖二等奖.

    盛况, 男, 汉族, 1996年出生于江苏, 2018年本科毕业于南京工业大学, 随后加入南京邮电大学黄艳琴课题组攻读硕士学位, 研究方向为水溶性共轭材料生物成像和光疗试剂设计、合成与应用.

    张瑞, 2001年7月起就职于东南大学附属中大医院, 从事眼科临床与教学工作, 2019年获得东南大学博士学位. 主要研究方向是眼科新型药物研发及激光在眼科的临床应用. 承担和参与国家自然科学基金、有机电子与信息显示国家重点实验室开放研究基金等科研项目.

    范曲立, 南京邮电大学教授, 2003年于新加坡国立大学获得博士学位, 2003年至2006年在复旦大学工作, 2006年8月起就职于南京邮电大学. 主要研究方向是面向纳米生物医学领域有机半导体材料的制备与临床前的应用研究, 近五年来以第一或通讯作者在Nature Communications、 Journal of the American Chemical Society、 Advanced Materials、 ACS Nano 等国际期刊发表SCI论文80余篇; 承担和参与国家省部级各类项目10余项, 2012年获国家优秀青年科学基金, 2013年获国家自然科学二等奖(排名第四), 2014年入选国家百千万人才工程, 2019年入选国家万人计划中青年科技创新领军人才.

    黄维, 教授, 博导, 有机电子、塑料电子、印刷电子、生物电子及柔性电子学家, 中国科学院院士、俄罗斯科学院外籍院士、亚太材料科学院院士、东盟工程与技术科学院外籍院士、巴基斯坦科学院外籍院士. 历任复旦大学先进材料研究院院长, 南京邮电大学副校长、党委常委, 南京工业大学校长、党委副书记, 2017任西北工业大学党委常委、常务副校长. 曾两次获得国家自然科学奖二等奖、三次获得高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学奖一等奖、多次获得江苏省科学技术奖一等奖和二等奖, 以及何梁何利基金“科学与技术进步奖”.

  • 基金资助:
    教育部创新团队(IRT1148); 验室开放研究基金资助课题资助; 先进生物与化学制造国家协同创新中心及有机电子与信息显示国家重点实; 验室开放研究基金资助课题资助

Applications of Hyaluronic Acid Nanomaterials in Fluorescence/Photoacoustic Imaging and Phototherapy

Lixiang Pana, Yanqin Huanga(), Kuang Shenga, Rui Zhanga,c, Quli Fana, Wei Huanga,b()   

  1. a State Key Laboratory of Organic Electronics and Information Displays & Institute of Advanced Materials (IAM), Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing 210023, China
    b Shaanxi Institute of Flexible Electronics (SIFE), Northwestern Polytechnical University (NPU), Xi'an 710072, China
    c Department of Ophthalmology, Zhongda Hospital, Southeast University, Nanjing 210009, China
  • Received:2021-05-17 Published:2021-09-17
  • Contact: Yanqin Huang, Wei Huang
  • Supported by:
    Ministry of Education of China(IRT1148); Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD); Jiangsu National Synergetic Innovation Center for Advanced Materials (SICAM); open research fund of State Key Laboratory of Organic Electronics and Information Displays

荧光/光声成像和光疗技术的生物医学应用引起了人们越来越多的关注, 然而很多荧光/光声造影剂存在生物相容性较差, 缺乏肿瘤靶向性, 信噪比较低, 功能单一等共性问题, 严重限制其诊疗应用. 透明质酸具有优异的生物相容性和主动肿瘤靶向性, 可被透明质酸酶降解, 并且易于化学修饰和实现多种超分子弱相互作用力协同工作. 因此, 人们将透明质酸与荧光/光声造影剂结合制备纳米材料, 使其在细胞乃至活体的标记性能和治疗效果获得了很大的改善. 本文综述了将两类物质结合制备纳米材料的方法, 着重阐述了纳米材料的结构与性能关系, 为其未来设计和开发提供了指导, 最后对存在的主要问题以及未来的重要研究方向进行了分析和展望.

关键词: 透明质酸, 荧光成像, 光声成像, 光热治疗, 光动力治疗

The biomedical applications of fluorescence/photoacoustic imaging and phototherapy have attracted more and more attention. However, many fluorescent/photoacoustic contrast agents have some common problems, such as poor biocompatibility, lack of tumor targeting, low signal-to-noise ratio, single function and so on, which seriously limit their application in diagnosis and treatment. Hyaluronic acid (HA) exhibits excellent biocompatibility and active tumor targeting, can be degraded by hyaluronidase, and is easy to be chemically modified and realize the cooperation of a variety of supramolecular weak interactions. Therefore, HA has been combined with fluorescent/photoacoustic contrast agents to prepare nanomaterials, which greatly improves the labeling performance and therapeutic effects in cells and even in vivo. In this paper, the preparation methods of nanomaterials by combining these two kinds of materials are reviewed, and the relationships between the structure and performance of nanomaterials are emphasized, which provides guidance for their future design and development. Finally, the main problems and important research directions in the future are analyzed and prospected.

Key words: hyaluronic acid, fluorescence imaging, photoacoustic imaging, photothermal therapy, photodynamic therapy