我校郑敏教授团队在生物医学材料应用领域取得一系列进展

我校化学与生命科学学院、材料科学高等研究院郑敏教授团队围绕人类重大疾病的精准诊断和高效治疗开展工作，已在国际权威学术期刊Advanced Materials（影响因子30.849）、Advanced Functional Materials（影响因子18.808）、ACS Nano（影响因子15.881）、Biomaterials（影响因子12.479）和Chemical Engineering Journal（影响因子13.273）等发表SCI论文55篇，影响因子总和442.8。多项研究成果处于国内或国际领先水平，受到国内外同行的高度关注和引用，7篇论文入选ESI高被引论文，总引用4500余次。受邀在Chinese Chemical Letters 和Journal of Materials Chemistry B撰写综述，并在Biomaterials和“碳点之光”作专题报道。该团队获授权及申请中国发明专利5项，主持国家自然科学基金和省部级等项目8项，荣获吉林省自然科学技术奖励二等奖1项。

郑敏教授（左三）和学生们在一起

郑敏教授团队近两年代表性研究成果简单介绍如下：

1.碳点基共价有机框架材料

郑敏教授团队率先开发一种碳点基共价有机框架材料，其具有良好的生理稳定性和生物相容性、较强的癌细胞摄取能力和优异的产生活性氧物种能力，可作为高效光敏剂用于肿瘤的光动力治疗（图1A）。相关工作发表于Advanced Functional Materials，2020, 30(43), 2004680，影响因子 18.808。

图1.（A）CCOF-2@PEG的合成及其在光动力治疗中的应用

         （B）HfCDs的合成及其在原位肝脏肿瘤部位的荧光 / CT成像

2.碳点基荧光/CT双模式成像试剂

郑敏教授团队制备了一种铪掺杂荧光碳点（HfCDs），HfCDs可以靶向蓄积于原位肝脏肿瘤部位，并且能够在1 min内实现快速肿瘤靶向的荧光/CT双模式成像。与临床CT造影剂碘海醇相比，HfCDs具有更出色的肿瘤靶向CT显影能力和更长的成像时间，为原位肝脏肿瘤的早期诊断提供了新的策略（图1B）。工作发表于Biomaterials，2020, 255, 120110，影响因子12.479，申请中国发明专利1项。

1. 碳点基荧光探针

   郑敏教授团队研发了一种具有溶酶体靶向功能的碳点基pH荧光探针，该探针可监测生物体内的pH变化，进而研究pH相关的生理和病理过程（图2A）。工作发表于Chemical Engineering Journal，2020, 381, 122665，影响因子 13.273，入选 ESI高被引论文，申请中国发明专利1项。同时，制备了一种可实现赖氨酸对映体特异性识别和二价锡离子检测的手性碳点，工作发表于Sensors and Actuators B: Chemical 2020, 319, 128265，影响因子7.460。此外，该团队还研制了多种碳点基荧光探针，用于检测环境污染物和重要生物活性物质，工作发表于Materials Today Chemistry 2019, 13, 121–127, 影响因子8.301；Environmental Research 2019, 177, 108621, 影响因子6.498；Dyes and Pigments, 2021, 187, 109126, 影响因子4.889。

   

   图2. （A）具有溶酶体靶向功能的碳点基荧光探针用于监测体内、外的pH变化

   （B）BDs和BD-X的合成及在防伪和信息加密中的应用

   4.碳点基超长寿命室温磷光材料

   郑敏教授团队开发了一种方便、快捷的制备超长寿命室温磷光（URTP）材料的方法。此类材料的磷光量子产率和磷光寿命高达34.4％和2.61 s，是目前已报道的发光性能最优异的非金属磷光材料之一，被成功地应用于防伪和信息加密（图2B）。工作发表于Chemical Engineering Journal，2021, 420, 127647，影响因子 13.273。

   5.超分子纳米材料

   纳米粒子的形貌和尺寸直接决定其性能和应用。因此，对不同形貌纳米粒子的精准可控制备和生物效应机制研究是当前纳米科技领域研究的难点和热点之一。郑敏教授团队通过三芳基二酰亚胺衍生物分别与两亲共聚物PEG5k-PLA2K和F-127的共组装，合成了球形和纺锤形纳米粒子。与球形纳米粒子相比，纺锤形纳米粒子表现出更高的细胞摄取、肿瘤蓄积和光热治疗效果，并为设计高效光热治疗剂提供了新的策略（图3）。相关工作发表于Chemical Engineering Journal，2021, 419, 129552，影响因子 13.273。此外，该团队通过超分子共组装策略制备了多种纳米材料用于生物成像（Acta Biomaterialia 2020, 111, 398-405, 影响因子8.947；Journal of Colloid and Interface Science 2020, 573, 241-249, 影响因子8.128；Journal of Materials Chemistry B, 2019, 7, 3840–3845, 影响因子6.331）和肿瘤治疗（Journal of Colloid and Interface Science 2021, 599, 476-483，影响因子8.128；Journal of Colloid and Interface Science 2019, 535, 84–91；Materials Chemistry Frontiers 2019, 3, 1747-1753, 影响因子6.788，受邀封面文章；Journal of Materials Chemistry B, 2021, 9, 2308-2313, 影响因子6.331；Bioconjugate Chemistry 2020, 31, 646-655，影响因子4.889；Chemical Engineering Science, 2021, 237, 116586, 影响因子4.311）

   

   图3. 球形（TSTDI@PEG-PLA）和纺锤形（TSTDI@F127）纳米粒的制备及在光热治疗中的应用