脑肿瘤、脑卒中和阿尔茨海默等疾病严重危害人类健康。由于血脑屏障的阻碍作用，许多针对脑部疾病诊断和治疗药物的研发受到极大挑战，成为技术突破的瓶颈；包括脑部MRI、PET/CT的精准诊断影像技术研究也受限于新型造影剂的发明。碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)，也称为碳点，是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，具有良好的水溶性、低毒性、生物相容性和优秀的光学性质等诸多优点；在医学成像技术、环境监测、化学分析、药物研发等许多领域都有较好的应用前景。但研发新型碳点能否解决跨越血脑屏障成像或载药递送治疗疾病等问题尚存在较大的未知探索空间。
近日，药学院于超教授、邓涛副研究员团队在国际碳材料顶级期刊《Carbon》上在线发表了题为“Carbon Dots Based on Endogenous Nutrients with Visible and NIR Fluorescence to Penetrate Blood-Brain Barrier”最新研究成果。该团队设计合成了一种由内源性营养物质（葡萄糖和色氨酸）为基础单元的全新荧光碳点；该碳点具备穿过血脑屏障和多发射（同时具有可见和近红外荧光）优势，不仅能用于细胞成像，也能进行深层次的动物体内活体成像，尤其是能克服血脑屏障在脑部成像。这对于脑部疾病的诊断治疗来说，具有重要临床应用价值。此外，该碳点被证实具有构建脑部疾病治疗药物递送系统的优点，这种双重临床应用价值对于脑部疾病的诊疗提供了一个崭新的视角。药学院2020级硕士研究生杨仕钰为论文的第一作者，邓涛、于超为论文共同通迅作者。
碳点穿越血脑屏障成像 脑部药物递送系统
该研究针对血脑屏障中内源性物质转运载体（葡萄糖和氨基酸载体）能够持续性的为大脑提供营养物质进出这一特性，创新性的使用Glu和Trp制备了生物相容性好的GT碳点。通过调控掺杂物的比例，首次实现了碳点的多重宽谱荧光（可见及近红外）发射以及多极性药物上载。团队通过体内、体外实验验证了GT碳点能在细胞中实现多通道荧光成像、生物荧光标记以及脑部活体成像的能力；此外，通过研究GT的药物上载能力和释药机制，探索了GT用于脑部疾病诊疗系统构建的关键技术，为基于碳点的分子影像及药物递送系统的构建和生物医药学应用提供了全新的基础研究数据。
该团队青年骨干教师邓涛副研究员带领的科研小组，近年来在新型碳点的研发和应用方面连续取得较好的业绩，先后发表多篇高质量论文，团队在碳点研究领域已形成自己独特的基于碳点诊疗技术研究方向。此外，还在本科生教学与科研引导方面下足功夫，指导本科生创新创业项目获得“重庆市互联网创新大赛”金奖。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.10.067
