近日，昆士蘭大學(xué)張承博士和陜西科技大學(xué)閆凱博士共同在化學(xué)著名綜述期刊《Chemical Reviews》（影響因子：60.62）上發(fā)表題為《Biological Utility of Fluorinated Compounds: from Materials Design to Molecular Imaging, Therapeutics and Environmental Remediation》的綜述文章。該研究工作由澳大利亞昆士蘭大學(xué)、陜西科技科技大學(xué)和美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校聯(lián)合完成。
由于碳氟鍵的獨(dú)特性質(zhì)，氟化分子在生物工程和納米技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的研究。本綜述聚焦含氟材料的設(shè)計(jì)與合成及其在生物成像、疾病治療和環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用。其中，19F磁共振成像是臨床上廣泛使用的醫(yī)學(xué)診斷方法，具有無創(chuàng)傷和多對比度等優(yōu)點(diǎn)，低自然豐度的氟可提供高靈敏度和背景，作者總結(jié)了含有全氟辛溴烷或全氟冠醚等納米復(fù)合乳液、部分氟取代的有機(jī)納米材料、以及含氟無機(jī)納米粒子等在磁共振成像方面的研究進(jìn)展。超聲成像因其低成本、實(shí)時(shí)成像、無輻射等優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究，因而常規(guī)氟碳微泡粒子和具有相轉(zhuǎn)變功能的納米液滴在超聲成像領(lǐng)域的應(yīng)用也被進(jìn)一步討論。正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像是一種功能型核醫(yī)學(xué)成像，可以直觀顯示生物組織器官的活性和代謝水平，作者重點(diǎn)討論18F標(biāo)記探針在各種疾病的診斷效果。基于以上不同成像的特點(diǎn)，還總結(jié)了氟化復(fù)合物在磁共振/超聲成像、磁共振/CT成像、磁共振/熒光成像、超聲/光聲成像、以及三模式成像的研究進(jìn)展。
全氟碳分子鏈具有較高溶氧量，常被認(rèn)為是可以傳輸氧氣的醫(yī)學(xué)載體，并且氟化聚合物也表現(xiàn)出優(yōu)異的自組裝、生物相容性、細(xì)胞攝入水平高、細(xì)胞毒性小等特點(diǎn)。因而，氟化聚合物載體在血液替代品、增強(qiáng)光動力治療、聲動力治療、輻射治療、高強(qiáng)度超聲治療、藥物治療及多重聯(lián)合治療的應(yīng)用被詳細(xì)討論總結(jié)。作者還討論了氟化聚合物在生物材料涂層和醫(yī)學(xué)植入材料的研究進(jìn)展。
盡管氟化復(fù)合物載體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的潛力，然而環(huán)境中過多的含氟有機(jī)物對生物體和人體具有傷害性，會通過食物鏈進(jìn)行傳遞，從而影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，最終對人類身體健康造成危害。其中全氟烷基酸類污染物是一類典型的含氟有機(jī)污染物，在自然環(huán)境中的檢出率非常高。由于氟碳分子之間的相互結(jié)合作用，作者討論了不同類型的氟化聚合物網(wǎng)絡(luò)對環(huán)境及人體中多氟烷基物質(zhì)的移除和純化效果。最后，作者展望了目前氟化復(fù)合物在生物醫(yī)學(xué)/環(huán)境修復(fù)還存在的科學(xué)難題、挑戰(zhàn)和未來的研究重點(diǎn)。
昆士蘭大學(xué)張承博士和陜西科技大學(xué)閆凱博士為論文共同第一作者和通訊作者，昆士蘭大學(xué)生物工程與納米技術(shù)研究中心Andrew K. Whittaker和美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校 Craig J. Hawker教授為論文的共同通訊作者。該工作得到澳大利亞國家健康與醫(yī)學(xué)研究委員會、國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金以及美國陸軍研究局的資助。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.1c00632
昆士蘭大學(xué)高分子材料研究中心博士生招生：如有興趣加入該課題組進(jìn)行氟化材料的研究，請聯(lián)系張承博士：c.zhang3@uq.edu.au。具有有機(jī)化學(xué)，高分子材料等相關(guān)背景的申請人優(yōu)先。
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