中科院科學家在納米材料生物響應研究中取得進展

納米材料基於光電子特性所引發的生物體系信號響應，是當前納米生物學研究領域的前沿熱點。明晰納米材料的能級結構、界面電子傳輸及光控物種的形成規律，有助於操控納米-生物界面下的生物舉止和行為，從而有助於設計製備智能、安全、高效的納米系統，用於癌症等重大疾病的診斷與治療。

近日，中國科學院科學家團隊——長春應化所張海元課題組報道了新型的硫化鉍金納米異質材料，可用於腫瘤的光熱微創治療。研究人員通過深能級缺陷理論首次揭示了窄帶系硫化鉍納米材料區別於傳統材料等離子共振的光熱本質，利用能級嵌入原理構建的新型鉍金納米異質結構，能夠顯著提升深能級缺陷的密度，並將硫化鉍納米材料的近紅外光熱轉換效率從33.6%提高到了51.1%，進一步的時空多樣性體內體外生物信號檢測全方位驗證了其在腫瘤光熱消融治療中的安全性和高效性。

相關研究成果發表在Angew. Chem. Int. Ed.上。該研究得到了中科院「百人計劃」、國家自然科學基金的資助。該課題組此前基於納米材料的光電子特性研究，廣泛拓展了其在生物體系中的應用，取得了一系列的研究成果，包括利用錯位能級構建納米材料用於皮膚癌的光動力治療（Small2017, 13, 1603935）、利用晶面異質特性構建新型抗菌納米材料（ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9, 5907）、闡明納米材料晶面原子排布特異性對生物安全性的潛在影響（ACS Nano2016, 10, 6062）及通過能帶彎曲水平衡量納米材料的毒性引發強度（J. Am. Chem. Soc.2014, 136, 6406）。

窄帶系Bi2S3-Au納米材料中的深能級缺陷（BiS和VS）能夠促進光生電子和空穴的非輻射複合，產生高密度聲子，引發光熱特性，刺激細胞熱休克蛋白的表達，誘導細胞凋亡，導致腫瘤的熱應激損傷

（來源：中國科學院）

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