专家介绍:
主要研究光热转换材料及其在肿瘤诊疗、海水淡化、智能变色等领域的应用。先后主持省部级以上项目15项,包括5项国家自然基金。入选上海市青年科技启明星、曙光学者和教育部青年长江学者。截至2020年5月,共发表SCI论文150余篇,其中影响因子大于10的论文有24篇;获授权专利20项。所有论文共被引用1.1万余次,他引1万余次;ESI高被引论文15篇;H因子为44。两次入选(2016、2018年)美国科睿唯安(Clarivate Analytics)发布的全球“高被引科学家”名单,连续4年入选(2016-2019年)Elsevier发布的 “中国高被引学者榜单”。 获2018年度上海市自然科学一等奖(排名第二)。肿瘤诊疗领域主要进展有:
(1) 提出构筑高效近红外光热材料的新策略。
利用光学微腔效应优化NIR光吸收:设计和制备CuS超结构,超结构由纳米片组装而成,可充当光学微腔便于多次反射/吸收光,促使光吸收比纳米片提升100%,光热性能提高50%。将该材料水溶液注入小鼠肿瘤内,980 nm激光照射10分钟可消融体内癌细胞(Adv. Mater. 2011, 23, 3542;ESI高被引论文)。
揭示高浓度氧空位可带来NIR光吸收:传统氧化物没有增强的NIR光吸收。以WO3为例,引入高浓度氧缺陷(~1021 /cm3),制备了W18O49纳米线。氧缺陷带来强的表面等离子共振效应(LSPRs)、NIR光吸收和光热效应。将W18O49纳米线水溶液注入小鼠肿瘤部位,980nm激光光照10分钟后,照射区域癌细胞完全被消融(Adv. Mater. 2013, 25, 2095;ESI高被引论文)。
(2) 发展光热和化疗协同效应高效治疗肿瘤的新体系
实现纳米凝胶中药物的可控释放:开发具有热响应(LCST=42°C)的纳米凝胶,并负载了光热材料CuS和抗癌药DOX,从而得到智能微胶囊。当微胶囊到达肿瘤部位,用近红外激光精确定位照射肿瘤,微胶囊会吸收光产生热,导致肿瘤温度升高(~47°C),从而带来光热治疗作用。同时高温(>42°C)促使微胶囊释放药物,带来化学治疗。光热/化学联合治疗可有效杀死癌细胞,抑制肿瘤的转移;24天治疗后动物肿瘤消失(Adv. Mater. 2016, 28, 245, ESI高被引论文,封面论文)。
发展新型 “All-in-one”型光热-化疗纳米材料:传统的光热和化疗协同体系都是多组分复合材料,合成复杂。为解决以上问题,制备出蓝色Te纳米针,其展现强的近红外光吸收。915 nm激光照射时,Te纳米针展现优异光热效率(43.9%),还具有抗癌活性。这种协同的光热和化疗效应实现了肿瘤高效治疗(Adv. Healthcare Mater. (2018, 7, 1800643)。
(3) 建立 构筑“All-in-one”型成像-化疗纳米材料的新方法
调控形貌: 通过形貌调控,制备了尺寸约为350 nm、带有高浓度Fe缺陷的FeS2颗粒,其展现增强的NIR光吸收、较好的光热效率(33.1%)和磁性,可用于肿瘤的光热治疗和MRI成像(Adv. Funct. Mater. (2016, 26, 8231)。
高价元素掺杂:利用高价Sb/Nb元素掺杂,将白色SnO2和TiO2纳米晶分别改性为黑色Sb5+掺杂SnO2和蓝色Nb5+掺杂TiO2纳米晶,纳米晶出现增强的NIR光吸收。同时重金属掺杂带来CT成像功能。在1064 nm激光照射下,两种纳米晶都具有优异的光热效应,成功用于NIR/光声/CT成像引导下的肿瘤光热治疗(Nanoscale 2017, 9, 9148; 2018, 10, 2542)。
硫醇配体调控:通过硫醇配体来包裹重金属(例如Bi)纳米晶,可防止Bi金属核被氧化同时诱导表面生长Bi3+。Bi纳米晶展现强NIR光吸收和光热效率(45.3%)。静脉注射的纳米颗粒可富集在肿瘤处,实现CT成像和协同治疗(Biomaterials (2018, 161, 279)。