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多钨酸钆作为新型多功能超小纳米团簇在癌症MRI/CT双模式成像以及光热-放射协同治疗中的应用
多金属氧酸盐作为一种重要的无机纳米团簇，是由过渡金属或稀土元素通过与含氧基团连接而组成的。许多其他的杂原子（比如：Gd、Mn、Cu等）可以通过离子交换法嵌入多金属氧酸盐框架结构，从而衍生出多金属氧酸盐的许多新颖的性能。正因为他们独特的分子结构、优良的水溶性和超小的分子尺寸，多金属氧酸盐纳米团簇被广泛应用于生物医学、分析、光学以及催化领域。目前已经有一些课题组报道了多金属氧酸盐应用于阿兹海默症、HIV等相关疾病的治疗。但将多金属氧酸盐同时作为放疗增敏剂及光热增敏剂应用于癌症的诊断和治疗还很少有相关文献报道。
中国科学院高能物理研究所赵宇亮研究员（点击查看介绍）及其团队首次报道了牛血清白蛋白修饰的多钨酸钆作为多功能诊疗一体化应用于癌症的诊断和治疗。通过采用简单的重结晶方法合成出多钨酸钆纳米团簇。这些纳米团簇具有非常小的尺寸（~ 3.5 nm），较好的MRI及CT成像性能，同时通过紫外灯照射进行还原之后，得到的还原产物在近红外光区具有强烈的吸收，因此可以作为光热治疗试剂应用于肿瘤的光热治疗。而且，Gd和W原子具有较高的原子序数，对X射线有很强的吸收能力，因此多钨酸钆纳米团簇具有良好的放疗增敏效果。此外，由于合成的多钨酸钆纳米团簇尺寸非常小，能够很快通过肾脏排出体外，从而大大减少了其在体内长期蓄积所带来的毒副作用。因此，多钨酸钆纳米团簇不仅可以作为MRI/CT造影剂和热疗/放疗增敏剂,实现多模态图像引导的热疗/放射协同治疗，而且可以被体内快速清除，减少毒副作用，为进一步深入探索新型肿瘤诊疗一体化纳米药物提供了新的思路。
图一：多钨酸钆纳米团簇在CT/MRI双模式成像引导的光热/放射协同治疗的应用
相关研究成果发表在NPG Asia Materials（DOI:10.1038/am.2016.63），该工作得到了科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持。
该论文作者为：Yuan Yong, Liangjun Zhou, Shuangshuang Zhang, Liang Yan, Zhanjun Gu, Guangjin Zhang, Yuliang Zhao
http://www.nature.com/am/journal/v8/n5/full/am201663a.html
Gadolinium polytungstate nanoclusters: a new theranostic with ultrasmall size and versatile properties for dual-modal MR/CT imaging and photothermal therapy/radiotherapy of cancer
NPG Asia Mater., 2016, 8, e273, DOI: 10.1038/am.2016.63
导师介绍
赵宇亮研究员：http://www.x-mol.com/university/faculty/23179