综述：高性能持久发光纳米粒子在癌症靶向生物成像与治疗中的开发进展

本文系统评述了持久发光纳米粒子（PLNPs）在肿瘤诊疗中的前沿应用。作者详细分析了PLNPs的合成方法（溶胶-凝胶法、模板法、水热法）、光学特性（近红外/NIR持久发光、X射线激发）及表面功能化策略（介孔二氧化硅/MSNs涂层、聚乙二醇/PEG修饰），重点探讨了其在肿瘤靶向成像（消除自体荧光干扰）、光动力治疗（PDT）、光热治疗（PTT）及药物递送中的协同作用。文章指出，通过Cr3+/Eu3+掺杂和肿瘤微环境响应设计，PLNPs可实现深组织穿透与精准治疗，但纳米尺度调控和生物安全性仍需优化。

　　

光学特性与生物相容性

持久发光纳米粒子（PLNPs）的核心优势在于其持久发光（PersL）特性，通过电子陷阱机制实现能量存储与缓释。Cr³⁺掺杂的ZnGa₂O₄（ZGO）在近红外（700-900 nm）窗口发射，穿透深度达20 mm，显著优于紫外激发。X射线激活的PLNPs（如ZnGa₂O₄:Cr³⁺）可持续发光12天，适用于深部肿瘤成像。生物相容性研究表明，聚乙二醇（PEG）修饰的PLNPs可在24小时内经肾脏代谢，且无显著器官毒性，但高剂量（8 mg/只小鼠）可能引发肝氧化应激。

合成与表面功能化

传统高温固相法合成的微米级颗粒被溶胶-凝胶法和水热法取代，后者可制备<10 nm的均匀纳米晶。模板法以介孔二氧化硅（MSNs）为骨架，合成中空结构的ZnGa₂O₄:Cr³⁺@MSNs，负载阿霉素（DOX）后实现pH响应释放。表面修饰策略包括：1）聚丙烯酸（PAA）/磷酸钙（CaP）涂层增强水分散性；2）聚苯胺-壳聚糖（PANI-GCS）嫁接实现pH触发靶向；3）中性粒细胞膜包裹促进血脑屏障穿透。

肿瘤成像应用

PLNPs通过配体（如叶酸/FA、透明质酸/HA）靶向过表达受体的肿瘤细胞。Zn_1.1Ga_1.8Ge_0.1O₄:Eu³⁺/Cr³⁺修饰4-羧基苯硼酸后，对MDA-MB-231乳腺癌细胞的成像信噪比提升69倍。双模态探针（如ZnGa₂O₄:Cr,B@HA/FA）通过协同靶向增强特异性。此外，PLNPs与猝灭剂（如聚多巴胺/PDA）构建的FRET体系可检测前列腺特异性抗原（PSA），灵敏度达fM级。

治疗策略与协同效应

光动力治疗：硅酞菁（Si-Pc）负载的PLNPs在808 nm激发下持续产生活性氧（ROS），对HepG2细胞抑制率>80%。光热治疗：吲哚菁绿（ICG）@ZnGa₂O₄在808 nm激光下升温50°C，联合DOX实现化疗-光热协同。手术导航：ZnGa₂O₄:Cr³⁺通过正常肝组织选择性摄取，精准定位肝癌切除边缘。药物递送：乳酸菌膜包裹的5-FU@PLNPs可抵抗胃酸，靶向结直肠肿瘤。

挑战与展望

当前PLNPs面临陷阱分布调控难、有机材料三重态淬灭等问题。未来方向包括：1）AI预测稀土掺杂比例；2）仿生“虫洞”设计实现740 nm原位充能；3）联合代谢组学评估长期毒性。通过多模态集成（如PersL/光声成像），PLNPs有望推动肿瘤诊疗一体化。