應(yīng)力發(fā)光材料是一類在微弱的機(jī)械外力刺激下，其內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量以發(fā)光形式釋放的材料。靈敏感應(yīng)外力的特性使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域（應(yīng)力傳感、人造皮膚等）有良好的應(yīng)用前景。然而，現(xiàn)有接觸式的激活方式限制了其在深層生物組織的應(yīng)用。因此，尋找一種非接觸的激活方式對(duì)于拓寬應(yīng)力發(fā)光材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用十分重要。
近日，天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院常津教授團(tuán)隊(duì)在Advanced Functional Materials (IF:16.8)上發(fā)表了題為“Remote Regulation of Optogenetic Proteins by a Magneto‐Luminescence Microdevice”的論文。本論文將應(yīng)力發(fā)光材料（摻雜鑭系元素的CaZnOS晶體）和磁棒結(jié)合，構(gòu)建了非植入式和植入式“磁-力發(fā)光”微器件。并以此微器件及操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)開展了不同深度組織中光遺傳蛋白的調(diào)控研究，包括淺表腫瘤的光動(dòng)力治療和小鼠的神經(jīng)調(diào)節(jié)。
研究發(fā)現(xiàn):
（1）非植入式和植入式“磁-力發(fā)光”微器件發(fā)光裸眼可見、光強(qiáng)可調(diào)且具有良好的光穩(wěn)定性。
（2）非植入式“磁-力發(fā)光”微器件刺激表達(dá)有光遺傳蛋白（KillerRed）的腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生大量活性氧，用于抑制皮下腫瘤的生長(zhǎng)。
（3）植入式“磁-力發(fā)光”微器件刺激表達(dá)有光遺傳蛋白（C1V1）的大鼠初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層，用于自由移動(dòng)大鼠的行為學(xué)研究。
這項(xiàng)工作不僅為光遺傳學(xué)開辟了一條新的途徑，而且為拓展應(yīng)力發(fā)光材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了一種新的激發(fā)模式。
論文第一作者為天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生張英英和香港城市大學(xué)博士生張?chǎng)?，論文通訊作者為天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院常津教授、王漢杰副教授和香港城市大學(xué)王鋒副教授。天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為論文第一完成單位，該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金的資助支持。
文章信息：
Zhang, Y.; Zhang, X.; Wang, H.; Tian, Y.; Pan, H.;Zhang, L.; Wang, F.; Chang, J., Remote Regulation of Optogenetic Proteins by aMagneto‐Luminescence Microdevice. Advanced Functional Materials 2020, 2006357.
文章鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202006357