我校鄭敏教授團隊在生物醫學材料應用領域取得一系列進展

我校伟德w88平台、材料科學高等研究院鄭敏教授團隊圍繞人類重大疾病的精準診斷和高效治療開展工作，已在國際權威學術期刊Advanced Materials（影響因子30.849）、Advanced Functional Materials（影響因子18.808）、ACS Nano（影響因子15.881）、Biomaterials（影響因子12.479）和Chemical Engineering Journal（影響因子13.273）等發表SCI論文55篇，影響因子總和442.8。多項研究成果處于國内或國際領先水平，受到國内外同行的高度關注和引用，7篇論文入選ESI高被引論文，總引用4500餘次。受邀在Chinese Chemical Letters 和Journal of Materials Chemistry B撰寫綜述，并在Biomaterials和“碳點之光”作專題報道。該團隊獲授權及申請中國發明專利5項，主持國家自然科學基金和省部級等項目8項，榮獲吉林省自然科學技術獎勵二等獎1項。

鄭敏教授（左三）和學生們在一起

鄭敏教授團隊近兩年代表性研究成果簡單介紹如下：

1.碳點基共價有機框架材料

鄭敏教授團隊率先開發一種碳點基共價有機框架材料，其具有良好的生理穩定性和生物相容性、較強的癌細胞攝取能力和優異的産生活性氧物種能力，可作為高效光敏劑用于腫瘤的光動力治療（圖1A）。相關工作發表于Advanced Functional Materials，2020, 30(43), 2004680，影響因子 18.808。

圖1.（A）CCOF-2@PEG的合成及其在光動力治療中的應用

         （B）HfCDs的合成及其在原位肝髒腫瘤部位的熒光 / CT成像

2.碳點基熒光/CT雙模式成像試劑

鄭敏教授團隊制備了一種铪摻雜熒光碳點（HfCDs），HfCDs可以靶向蓄積于原位肝髒腫瘤部位，并且能夠在1 min内實現快速腫瘤靶向的熒光/CT雙模式成像。與臨床CT造影劑碘海醇相比，HfCDs具有更出色的腫瘤靶向CT顯影能力和更長的成像時間，為原位肝髒腫瘤的早期診斷提供了新的策略（圖1B）。工作發表于Biomaterials，2020, 255, 120110，影響因子12.479，申請中國發明專利1項。

1. 碳點基熒光探針

   鄭敏教授團隊研發了一種具有溶酶體靶向功能的碳點基pH熒光探針，該探針可監測生物體内的pH變化，進而研究pH相關的生理和病理過程（圖2A）。工作發表于Chemical Engineering Journal，2020, 381, 122665，影響因子 13.273，入選 ESI高被引論文，申請中國發明專利1項。同時，制備了一種可實現賴氨酸對映體特異性識别和二價錫離子檢測的手性碳點，工作發表于Sensors and Actuators B: Chemical 2020, 319, 128265，影響因子7.460。此外，該團隊還研制了多種碳點基熒光探針，用于檢測環境污染物和重要生物活性物質，工作發表于Materials Today Chemistry 2019, 13, 121–127, 影響因子8.301；Environmental Research 2019, 177, 108621, 影響因子6.498；Dyes and Pigments, 2021, 187, 109126, 影響因子4.889。

   

   圖2. （A）具有溶酶體靶向功能的碳點基熒光探針用于監測體内、外的pH變化

   （B）BDs和BD-X的合成及在防僞和信息加密中的應用

   4.碳點基超長壽命室溫磷光材料

   鄭敏教授團隊開發了一種方便、快捷的制備超長壽命室溫磷光（URTP）材料的方法。此類材料的磷光量子産率和磷光壽命高達34.4％和2.61 s，是目前已報道的發光性能最優異的非金屬磷光材料之一，被成功地應用于防僞和信息加密（圖2B）。工作發表于Chemical Engineering Journal，2021, 420, 127647，影響因子 13.273。

   5.超分子納米材料

   納米粒子的形貌和尺寸直接決定其性能和應用。因此，對不同形貌納米粒子的精準可控制備和生物效應機制研究是當前納米科技領域研究的難點和熱點之一。鄭敏教授團隊通過三芳基二酰亞胺衍生物分别與兩親共聚物PEG5k-PLA2K和F-127的共組裝，合成了球形和紡錘形納米粒子。與球形納米粒子相比，紡錘形納米粒子表現出更高的細胞攝取、腫瘤蓄積和光熱治療效果，并為設計高效光熱治療劑提供了新的策略（圖3）。相關工作發表于Chemical Engineering Journal，2021, 419, 129552，影響因子 13.273。此外，該團隊通過超分子共組裝策略制備了多種納米材料用于生物成像（Acta Biomaterialia 2020, 111, 398-405, 影響因子8.947；Journal of Colloid and Interface Science 2020, 573, 241-249, 影響因子8.128；Journal of Materials Chemistry B, 2019, 7, 3840–3845, 影響因子6.331）和腫瘤治療（Journal of Colloid and Interface Science 2021, 599, 476-483，影響因子8.128；Journal of Colloid and Interface Science 2019, 535, 84–91；Materials Chemistry Frontiers 2019, 3, 1747-1753, 影響因子6.788，受邀封面文章；Journal of Materials Chemistry B, 2021, 9, 2308-2313, 影響因子6.331；Bioconjugate Chemistry 2020, 31, 646-655，影響因子4.889；Chemical Engineering Science, 2021, 237, 116586, 影響因子4.311）

   

   圖3. 球形（TSTDI@PEG-PLA）和紡錘形（TSTDI@F127）納米粒的制備及在光熱治療中的應用