长春理工大学化学与环境工程学院刘桂霞教授课题组聚焦于Bi基纳米材料在癌症诊断与治疗领域的最新研究成果，对Bi基纳米材料的安全性和构建方法进行了总结，详细介绍了Bi基纳米材料在生物成像诊断和癌症治疗上的应用，并对Bi基纳米材料的未来发展进行了总结和展望。相关成果以“铋基纳米材料在癌症成像诊断与治疗中的应用”为题发表在《无机化学学报》上。
随着纳米医学的快速发展，纳米诊疗材料因其兼具诊断和治疗等多功能性而受到越来越多的关注。铋(Bi)基纳米材料具有优异的光学、电学和磁学性质，因其毒性可接受、价格低廉、具有高X射线衰减能力和近红外吸收系数，成为癌症诊疗体系很好的候选材料。首先，较高的原子序数和X射线衰减系数使Bi基纳米材料成为理想的X射线计算机断层成像造影剂和X射线放射治疗剂；其次，一些Bi基半导体可以被可见光或近红外(NIR)光激发产生活性氧(ROS)或热，可用于PDT、PTT和PA成像。基于Bi基纳米材料良好的生物相容性，将其构建成癌症诊断和治疗于一体的纳米诊疗平台，对于推动纳米医学材料向临床转化具有重要意义。
论文介绍了在过去的几年中Bi基纳米材料的构建方法及其安全性研究成果，还重点介绍了其在生物成像和癌症治疗方面的应用。尽管众多科研人员在Bi基纳米材料领域已经取得了重大进展，但仍有一些挑战需要研究和解决，以促进其更好地应用于临床实践，例如：(1)目前该类材料尚未进行全方位的生物安全性评价；(2)肿瘤主动靶向蓄积能力差；(3)作为光热剂，其光热机理还不明晰；(4)除了Bi、Bi2S3和Bi2Se3，其它Bi基纳米材料(如：BiVO4、Bi2WO6和Bi2O2Se)研究较少。因此，未来应开发更安全的Bi基辐射增敏剂，提升放疗效果的同时显著降低对正常细胞组织的损伤，同时可以通过改变形貌等方式提升其光热转换效率，避免长时间照射可能引起的皮肤过热反应。特别是，将磁、光、热等多功能集于一体的Bi基纳米平台协同多模式疗法，并对其进行表面修饰，提高肿瘤主动靶向蓄积能力和易生物降解性，显著提升治疗效果，实现最大治疗收益和最小副作用相统一。
该论文得到了国家重点研发计划项目(No.2019YFA0705204)和吉林省自然科学基金项目(No.20170101185JC)的资助。