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有读书笔记Low Power, Biologically Benign NIR Light Triggers Polymer Disassembly

唐唐 添加于 2011-11-24 05:39 | 2448 次阅读 | 0 个评论

  •  作 者

    Fomina N, McFearin CL, Sermsakdi M, Morachis JM, Almutairi A

  •  摘 要

    Near infrared (NIR) irradiation can penetrate up to 10 cm deep into tissues and be remotely applied with high spatial and temporal precision. Despite its potential for various medical and biological applications, there is a dearth of biomaterials that are responsive at this wavelength region. Herein we report a polymeric material that is able to disassemble in response to biologically benign levels of NIR irradiation upon two-photon absorption. The design relies on the photolysis of the multiple pendant 4-bromo7-hydroxycoumarin protecting groups to trigger a cascade of cyclization and rearrangement reactions leading to the degradation of the polymer backbone. The new material undergoes a 50% Mw loss after 25 s of ultraviolet (UV) irradiation by single photon absorption and 21 min of NIR irradiation via two-photon absorption. Most importantly, even NIR irradiation at a biologically benign laser power is sufficient to cause significant polymer disassembly. Furthermore, this material is well tolerated by cel...

  •  详细资料

    • 文献种类: Journal Article
    • 期刊名称: Macromolecules
    • 期刊缩写: Macromolecules
    • 期卷页: 2011年  第44卷 第21期 8590-8597页
    • ISBN: 0024-9297

  • 学科领域 工程技术 » 材料科学

  •  所属群组

    工程学综合  

  • 相关链接 DOI URL 

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    科学家造出可在低能近红外光分解的高分子材料
    据美国物理学家组织网11月17日（北京时间）报道，最近，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分 校研究人员宣布，他们开发出一种能在低能红外光下分解的高分子材料，并成功地对首个新材料进行了实验，为低能近红外光（Low-power NIR）提供了一种可用于活有机体中的响应材料，在临床诊断与治疗、设计新型人体组织方面都有广阔的应用前景。相关论文发表在美国化学协会杂志《高分子》 上。
     
    近红外光能穿透皮肤10厘米以下进入身体组织内部，而且能以极高的时空精确度远程实施，在 诊断和治疗疾病方面有很大的应用价值，而且低能量的近红外光不会对身体组织造成伤害，但却一直没有与这种波长范围的光响应的生物材料作为载体。领导该研究 的艾达·奥姆塔莉解释说，如果有一种材料，受到近红外光照射后会分裂，人们就能在其中装满抗癌药物注入肿瘤，然后用近红外光照射以释放出药物。而目前的近 红外响应材料必须在高能近红外光照下才能分解，这样会伤害细胞和组织。
     
    研究小组开发出一种新的聚合物材料，能在低能近红外光照射下发生响应分解。通过一种多悬挂体聚合物保护群的光分解作用，引发了一连串环化作用和重组反应，导致聚合物骨架的降解。而且即使照射能量足以导致大量的聚合物分解，这种材料在分解前后对细胞无伤害。
     
    “这是第一个能响应无害照射而分解成小分子的聚合物材料。”研究人员说，用低能近红外光照 射，新材料会破碎成小片，对于周围组织是无毒的。因此可以把它们放入植入式“水凝胶”中（也就是含有各种灵活材料的水），用水凝胶携带能释放药物或成像剂 的新型聚合物材料，以响应近红外光的照射。（来源：科技日报 常丽君）
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