TEOS微/纳米纤维负载Sm2 O3 发光层的制备与表征及其在光动力疗法中的潜在应用

本研究针对光动力疗法（PDT）中光敏剂靶向递送难题，通过电纺丝技术制备了TEOS基微/纳米纤维负载Sm3+ 掺杂发光玻璃的复合层，系统表征了其形貌与光学特性。该材料兼具深组织穿透的橙红光发射与药物负载能力，为PDT提供了新型多功能治疗平台，推动纳米材料在肿瘤精准治疗中的应用。

　　

在癌症治疗领域，光动力疗法（PDT）因其高选择性和低副作用备受关注，但光敏剂的靶向递送和光源穿透深度仍是关键瓶颈。传统PDT依赖外部光源激活，难以实现深层肿瘤的有效治疗。与此同时，稀土掺杂发光材料因其独特的光学特性，在生物医学应用中展现出巨大潜力。如何将这两种技术结合，开发出兼具光激活和药物递送功能的智能材料，成为当前研究热点。

捷克研究人员在《Journal of Non-Crystalline Solids》发表的研究，通过电纺丝技术制备了四乙氧基硅烷（TEOS）基微/纳米纤维，负载掺钐氧化物（Sm₂
O₃
）的发光玻璃颗粒。该材料在保留纤维形态的同时，展现出稳定的橙红色发光特性，其发射波长（约600-650 nm）恰好匹配PDT所需的光穿透窗口。研究团队采用熔融淬冷法制备磷光玻璃粉末，通过静电纺丝将其与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）复合，最终获得具有多孔结构的连续纤维层。

关键技术方法
研究采用熔融淬冷法合成Sm³⁺
掺杂磷光玻璃，经球磨获得微纳米级颗粒；通过溶胶-凝胶法与PVP混合制备电纺前驱体溶液；利用电纺丝技术（电压12-15 kV，接收距离15 cm）制备纤维层；采用共聚焦激光显微镜和扫描电镜（SEM）表征形貌；通过荧光光谱评估发光性能；所有样品经500℃煅烧后测试热稳定性。

Experimental
研究详细优化了TEOS/PVP/Sm₂
O₃
复合纺丝液的流变学参数，通过调控电压和接收距离实现纤维直径（200-800 nm）的精确控制。SEM显示纤维表面均匀分布玻璃颗粒，且煅烧后仍保持结构完整性。

Results and discussion
共聚焦显微镜证实Sm³⁺
特征发射峰（⁴
G_5/2
→⁶
H_J
跃迁）在620 nm处最强，与PDT常用光敏剂吸收谱重叠。煅烧后样品发光强度提升3倍，归因于有机组分去除和Sm³⁺
局域场增强。纤维的孔隙率（>70%）和比表面积（120 m²
/g）为药物负载提供理想载体。

Conclusion
该研究成功开发出具有PDT应用潜力的TEOS/Sm₂
O₃
纳米纤维系统，其优势体现在三方面：① 原位发光特性免除外部光源限制；② 可调的孔隙结构实现药物控释；③ 硅基载体确保生物相容性。作者Aiman Albekova等指出，未来需优化Sm³⁺
掺杂浓度（当前1-5 wt%）以平衡发光强度与细胞毒性，并建议集成其他稀土离子（如Eu³⁺
）构建多色发射系统。这项研究为"诊疗一体化"纳米平台的开发提供了新思路，标志着稀土发光材料在精准医疗中的应用迈出关键一步。