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  近日，北京化工大學生命科學與技術學院劉惠玉教授團隊首次發現了金屬有機骨架（MOF）衍生的含有類卟啉結構的介孔碳球（PMCS）可作為一種高效無機聲敏劑用于聲動力治療，克服了傳統有機聲敏劑在水中溶解度低、易于從血液循環中消除，在腫瘤部位積蓄量少的問題，增強了其聲動力治療效果。相關成果發表于《先進材料》（Adv. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adma.201800180）。北京化工大學潘雪婷同學為第一作者，劉惠玉教授為通訊作者，中國科學院聲學研究所白立新教授以及國家納米科學中心王會博士，施興華教授參與了此項研究。

  聲動力治療需要聲敏劑的協助，即用超聲激活聲敏劑產生活性氧進而殺傷腫瘤細胞，達到治療目的。傳統有機聲敏劑如卟啉及其衍生物由于在腫瘤部位積蓄量少，聲動力效果不顯著。雖然在聲敏劑系統中引入納米輔助顆粒在一定程度上提高了聲動力治療敏化作用，但是這種復合系統穩定性差、工藝復雜、成本高，限制了其臨床應用，因此開發一種新型聲敏劑以解決上述問題極具挑戰。

  劉惠玉教授課題組以沸石咪唑類骨架材料ZIF-8作為模板，通過高溫煅燒合成了PMCS，并在探究其聲動力敏化性能上做了一系列工作。通過實驗首次發現并利用密度泛函理論（DFT）計算證明，在超聲作用下，PMCS高的活性氧（ROS）產生效率與其含有的類卟啉結構高度相關。此外，PMCS的高比表面積和多孔道結構使其攜帶了大量氣核，增強了超聲的空化效應。最重要的是，通過高速攝像機的拍攝，首次直觀地觀察到了在PMCS存在的情況下超聲過程中空泡的生長潰滅現象，并捕捉到了微射流的產生過程。

圖1 PMCS的聲動力治療過程示意圖

  PMCS良好的聲動力敏化效果與其結構相關性得到驗證后，劉惠玉教授課題組將PMCS應用到活體抗腫瘤研究。她們將PMCS通過尾靜脈注射給藥的方式注射入荷瘤小鼠體內，實驗證明，PMCS具有良好的生物相容性和極好的腫瘤抑制效率。

  劉惠玉教授課題組以ZIF-8為模板合成了PMCS，其類卟啉結構以及高的比表面積和多孔道結構，大大增強了活性氧（ROS）產生效率以及超聲的空化效應，因此作為聲敏劑成功應用于活體抗腫瘤中。這一開創性工作在深入探索與MOF衍生的碳納米結構相關的SDT機制以及設計具有高ROS產率和優異穩定性的無機聲敏劑中發揮重要的作用。

  劉惠玉教授團隊長期致力于納米生物材料制備基礎與結構調控，抗癌診治等健康工程應用，研究成果相繼刊發在Advanced Materials (Adv. Mater., 2017, 1700448, Adv. Mater., 2016, 28, 8379-8387, Adv. Mater., 2012, 24, 755-761), Advanced Functional Materials (Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 4252–4261), ACS Nano (ACS Nano 2015, 9, 1788-1800), Angewandte Chemie-International Edition(Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 891-895)等期刊上，為相關領域的發展提供了理論和技術指導。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201800180

  劉惠玉課題組網頁：http://www.liuhuiyugroup.com