新型癌细胞靶向识别和荧光标记探针材料研究取得进展

荧光成像技术精确性高、灵敏度强,可以实现肿瘤细胞的早期检测和精确诊断,从而达到有效预防和及时治疗的目的。该技术现已广泛地应用在生物医学研究领域。荧光探针是荧光成像技术的关键,目前被广泛研究的纳米材料荧光探针具有良好的生物相容性和荧光稳定性,且生物性能和成像性能良好,但是靶向性欠缺,不能在细胞成像过程中特异性的标记肿瘤细胞。因此,制备兼具肿瘤细胞识别功能和成像功能的新型荧光探针在生物医学和生物工程研究方面具有重要的意义。新型癌细胞靶向识别和荧光标记探针材料研究取得进展

最近,北京化工大学化学材料科学与工程学院苏志强教授课题组联合德国卡尔斯鲁厄理工学院应用物理研究所以及不莱梅大学制造工程系的科研小组成功地制备出同时具备肿瘤细胞识别功能和成像功能的新型多肽纳米线-石墨烯量子点(PNF-GQD) 纳米杂化材料,并将其用于癌细胞靶向识别和荧光标记研究,取得了良好的效果。相关结果已发表在Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 5472–5478上。

在该研究工作中,石墨烯量子点(GQDs)是通过电化学方法制备得到,其半径小于3纳米,可在紫外灯下发出蓝绿色荧光,具有稳定的荧光性能和良好的生物性能。多肽纳米线(PNFs)是由自主设计的多肽序列(RGDAEAKAEAKYWYAFAEAKAEAKRGD)通过自组装形成的。其中,三种不同的多肽序列分别具备三种不同的功能:RGD序列可以有效地识别和吸附癌细胞;AEAKAEAK序列主要负责多肽序列的自组装和纳米线的形成;YWYAF序列能够牢固的结合GQDs,生成PNF-GQD纳米杂化材料。研究人员通过π-π共轭作用和静电作用,将PNFs和GQDs有效的结合在一起,充分利用了PNFs的细胞识别性能和GQDs的荧光性能,制备出同时兼具肿瘤细胞识别功能和成像功能的新型PNF-GQD纳米杂化材料。然后,分别将GQDs和PNF-GQD用于标记人宫颈癌传代细胞,并将PNF-GQD用于标记非洲绿猴肾细胞。实验结果表明,这种新型纳米荧光探针(PNF-GQD)对癌细胞具有准确的识别和标记能力。