长春光机所原创上转换纳米光开关首次实现癌症诊断和治疗精准调控

光开关材料（Photoswitchable materials）在高密度光学数据存储、光电器件、化学传感以及生物医学等新兴领域有着重要应用前景。稀土掺杂的上转换发光纳米晶，因具有近红外窄谱带激发、宽能域多谱带上转换发射和高的光稳定性等特点，而被认为是性能优异的光转换功能材料。通过掺杂与结构调控技术构建的复合上转换纳米晶光开关材料已被应用于调控有机分子结构、实现分子手性翻转和肿瘤多模式协同治疗等领域。目前，所有已报道的上转换光开关都被限制在 Nd3+ 和 Yb3+ 共敏化材料体系，导致材料结构复杂，开关关闭性不严。

近日，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所孔祥贵、刘晓敏团队基于非敏化的 NaErF4 体系，创新地设计了一种近红外光开关型上转换纳米材料用以实现成像引导的精准可控肿瘤光动力治疗。该团队的副研究员常钰磊基于 NaErF4 可多波长激发 (800nm、980nm 和 1530nm) 的特点，并结合 NaYbF4:0.5%Tm 具有高效蓝紫光发光的优势，制备出新型复合蓝紫光上转换光开关材料。利用这一开关特性，在纳米粒子表面修饰蓝紫光响应的光敏剂（如 TiO2），所形成的纳米光敏剂被证明在鼠体内可实现肿瘤成像和治疗的精准调控，解决成像时即启动治疗带来的副作用，从原理上避免了光泄露导致的光毒性。该突破了传统上转换光开关材料 Nd3+ 和 Yb3+ 共敏化的限制，提出了一种全新的无敏化离子掺杂的光开关构建策略，促进了上转换光开关型纳米材料在生物应用方面的应用。

相关研究成果发表在 ACS Nano 上，博士佐婧、助理研究员涂浪平为论文第一作者，常钰磊为通讯作者。