近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員喻學鋒、王懷雨與深圳大學教授張晗合作，成功制備出基于黑磷的光聲成像造影劑，用于實現高效安全的腫瘤光聲成像診斷。相關論文TiL4-CoordinatedBlack Phosphorus Quantum Dots as an Efficient Contrast Agent for In VivoPhotoacoustic Imaging of Cancer（《一種用于體內癌癥光聲成像的高效造影劑——鈦配體修飾黑磷量子點》）作為正封面文章(Front Cover)發表在國際學術期刊Small上，論文第一作者是孫正博。
光聲成像技術（photoacoustic imaging）是一種非入侵式和非電離式的新型生物醫學成像方法。這種方法需要超短激光脈沖來對組織的小片區域進行照射，被吸收的光能被轉化為熱能，使附近的組織發生熱彈性膨脹，從而形成超聲波發射。這一超聲波可以用超聲換能器檢測成像。生物組織的一些內源性分子如血紅蛋白和黑色素等均可產生光聲信號，想要利用光聲成像技術診斷癌癥，需要造影劑滲透入組織中，并且選擇性地同腫瘤細胞相結合，另外還需要對近紅外激光產生光學反應，產生顯著的光聲信號，因此研發高效的光聲成像造影劑顯得尤為重要。
黑磷是近年來廣受關注的一種具有波形層狀結構的新型二維材料，展現出出色的電學和光學特性，同時具有良好的生物活性和生物相容性。喻學鋒團隊在之前的研究中發現，尺寸僅為幾個納米的超小黑磷量子點具有很高的近紅外光熱轉換能力（Angew.Chem.Int. Ed. 2015, 54,11526）。并且，創造性地提出用配位化學的方法來提高黑磷的穩定性，制備出高穩定性黑磷（Angew.Chem. Int.Ed. 2016, 55,5003）。在此基礎之上，研究團隊使用鈦配體修飾的黑磷量子點進行近紅外光聲成像研究，研究結果表明，鈦配體修飾黑磷量子點具有優秀的光聲轉換性能，并在生理環境中同樣具有良好的穩定性，細胞和動物體內試驗均表明，鈦配體修飾的黑磷量子點能夠高效富集于腫瘤細胞，吸收光聲成像的光脈沖，生成可檢測到的超聲信號，并從中計算出三維的腫瘤圖像，提供高分辨率和高對比度的腫瘤組織成像。
黑磷新型光聲成像造影劑的成功研發，為設計新穎的診療一體化多功能黑磷制劑，實現腫瘤可視化精準治療，推進黑磷制劑的臨床應用奠定基礎。
該項研究得到了國家自然科學基金、中科院前沿科學研究重點計劃、深圳市孔雀團隊、深圳市基礎研究布局等項目的資助。
基于黑磷的光聲成像造影劑可用于實現高效安全的腫瘤光聲成像診斷