随着技术的进步以及人们生活水平的提高，人类的平均寿命在不断提升。然而不可避免的，DNA等遗传物质在复制和过程中不断累积的错误导致了的发生。恶性仍是现阶段危害人类生存及健康的重要因素，且缺乏行之的手段。其中，手术是当前应用较广的针对实体的办法，除了较高的手术风险，还会造成临近脏器的功能损害。非手术，如放疗或化疗，风险相对较低。但辐射引起的炎症等副作用使许多患者无法忍受。

近期，中国科学院长春应用化学研究所稀土国重室王帆副研究员与同济大学附属肺科医院杨洋教授合作共同研发了可直接局部注射的DNA-无机杂化光热水凝胶材料，为的光热提供了新的思路。

上转换纳米颗粒的另一种用途

与以往将稀土掺杂荧光上转换纳米颗粒作为荧光探针用于检测不同，本实验合成的稀土-金杂化纳米材料（UCNP-AuNPs）中，上转换纳米颗粒作为可接收近红外光的能量中转站来使用，通过荧光共振能量转移，将能量传递给表面的各向同性超小金纳米粒子，后者通过表面等离子体共振将能量以热能的形式释放出去。

图1.可注射用DNA-无机杂化光热水凝胶（DNA-UCNP-Au）的合成示意图。

UCNP-Au NPs的紫外吸收峰正好匹配UCNP经808nm激光照射后在可见光区的发射峰，二者之间通过非辐射的方式实现能量传递，从而的将光能转换为热能。

长链DNA的新用途

随后研究者将带有正电荷的UCNP-AuNPs与经过退火处理带有负电荷的鲑鱼精DNA（smDNA）通过物理缠绕、氢键和静电力作用进行复合，从而得到了可注射稀土-DNA杂化水凝胶（DNA-UCNP-Au hydrogel）。复合后的DNA-UCNP-Au水凝胶相比单纯UCNP-AuNPs具有良好的生物相容性，通过增加单位体积光热纳米粒子的浓度，提升了光热转换效率（42.67% vs 32.44%）。

图2. A：DNA-UCNP-Au水凝胶与UCNP-Au NPs的光热转换对比； B：DNA-UCNP-Au水凝胶与UCNP-Au NPs分别注入小鼠体内后的荧光对比图片； C：DNA-UCNP-Au水凝胶与UCNP-Au NPs分别注入小鼠体内后经808nm激光照射后的局部升温效果。

同时，由于其可注射性，该水凝胶可通过瘤旁注射的方式地加载于周围，从而将与正常组织隔绝，利用光照产生的高温及活性氧的杀灭细胞，相较于UCNP-Au NPs组复发率明显降低。且可通过调控DNA分子和稀土基纳米材料的比例，实现任意时间周期内光热水凝胶的降解。根据需要延长或缩短周期，避免多次给药造成耐药性的产生。

图3. A：DNA-UCNP-Au水凝胶与UCNP-Au NPs经瘤旁注射后的光热抗效果对比； B：观察期末解剖图； C：相对大小变化； D：部位H&E染色； E：光热水凝胶机理图。

以上资料来自互联网，如有侵权，请联系我们进行删除

仅用于科研