journal article·2023

Persistent luminescent metal–organic framework nanocomposite enables autofluorescence-free dual modal imaging-guided drug delivery

Gang Shu, Huaixin Zhao, Xuening Zhang

Biomaterials Science· Volume 11· Issue 5
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Abstract

Molecular imaging-guided therapy was essential for realizing precise cancer intervention, while designing an imaging platform to achieve autofluorescence-free imaging for dual modal imaging-guided drug delivery remains a challenge. Near-infrared persistent luminescence nanoparticles (NIR PLNPs) were promising for tumor imaging due to no background interference from the tissue. Herein, a persistent luminescent metal-organic framework (PLNPs@MIL-100(Fe)) is prepared via a layer-by-layer method for dual-modal imaging-guided drug delivery. The PLNPs@MIL-100(Fe) exhibit NIR persistent luminescence emitting and T2-weighted signal, achieving precise in vivo dual-modal imaging of tumor-bearing mice by providing high spatial resolution MR imaging and autofluorescence-free NIR imaging. The porous MIL-100(Fe) shell provides PLNPs@MIL-100(Fe) with up to 87.1% drug loading capacity and acid-triggered drug release for drug delivery. We envision that the proposed PLNPs@MIL-100(Fe) platform would provide an effective approach for precise tumor imaging and versatile drug delivery.
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Research context

OpenAlex topics: Nanoplatforms for cancer theranostics · Luminescence and Fluorescent Materials · Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Radiology, The Second Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin 300211, China

Frontier Science Center for Synthetic Biology and Key Laboratory of Systems Bioengineering (MOE), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, 300350, P.R. China

Funding

National Natural Science Foundation of China

References (100+)

Show source-provided references
1. Weissleder · Radiology · 2001 · 219 · 31610.1148/radiology.219.2.r01ma19316 ↗
2. Weissleder · Nature · 2008 · 452 · 58010.1038/nature06917 ↗
3. Kim · Chem. Soc. Rev. · 2009 · 38 · 37210.1039/B709883A ↗
4. Lee · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 265610.1039/C2CS15261D ↗
5. Xu · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 265010.1039/c3cs60309a ↗
6. Yang · Chem. Rev. · 2013 · 113 · 19210.1021/cr2004103 ↗
7. Zhang · Biomaterials · 2015 · 67 · 32310.1016/j.biomaterials.2015.07.037 ↗
8. Dothager · Curr. Opin. Biotechnol. · 2009 · 20 · 4510.1016/j.copbio.2009.01.007 ↗
9. Ozawa · Anal. Chem. · 2013 · 85 · 59010.1021/ac3031724 ↗
10. Roda · TrAC, Trends Anal. Chem. · 2009 · 28 · 30710.1016/j.trac.2008.11.015 ↗
11. Zhang · Chem. Rev. · 2018 · 118 · 177010.1021/acs.chemrev.7b00425 ↗
12. Wang · Nano Res. · 2018 · 11 · 549910.1007/s12274-018-2073-1 ↗
13. Sun · Acc. Chem. Res. · 2018 · 51 · 113110.1021/acs.accounts.7b00619 ↗
14. Liu · Adv. Drug Delivery Rev. · 2019 · 138 · 19310.1016/j.addr.2018.10.015 ↗
15. Maldiney · Adv. Funct. Mater. · 2015 · 25 · 33110.1002/adfm.201401612 ↗
16. Zhao · Nanoscale · 2016 · 8 · 1898710.1039/C6NR06259H ↗
17. Wang · Mater. Horiz. · 2018 · 5 · 39410.1039/C8MH00133B ↗
18. Shi · Adv. Funct. Mater. · 2020 · 30 · 200116610.1002/adfm.202001166 ↗
19. Wu · Nano-Micro Lett. · 2020 · 12 · 7010.1007/s40820-020-0404-8 ↗
20. Liu · J. Nanobiotechnology · 2021 · 19 · 11310.1186/s12951-021-00862-z ↗
21. Algar · Chem. Rev. · 2021 · 121 · 924310.1021/acs.chemrev.0c01176 ↗
22. Zhao · Nano Lett. · 2020 · 20 · 25210.1021/acs.nanolett.9b03755 ↗
23. Pei · Nat. Nanotechnol. · 2021 · 16 · 101110.1038/s41565-021-00922-3 ↗
24. Liu · Chem. Eng. J. · 2021 · 404 · 12713310.1016/j.cej.2020.127133 ↗
25. Huang · Chem. Mater. · 2020 · 32 · 557910.1021/acs.chemmater.0c00807 ↗
26. Liang · Nano Res. · 2019 · 12 · 127910.1007/s12274-019-2343-6 ↗
27. Gao · Chem. Sci. · 2019 · 10 · 545210.1039/C9SC01321K ↗
28. Chakeres · J. Comput. Assist. Tomogr. · 2002 · 26 · 62810.1097/00004728-200207000-00027 ↗
29. Shi · Biomaterials · 2018 · 152 · 1510.1016/j.biomaterials.2017.10.032 ↗
30. Zou · Theranostics · 2021 · 11 · 844810.7150/thno.59840 ↗
31. Abdukayum · Anal. Chem. · 2014 · 86 · 409610.1021/ac500644x ↗
32. Shi · J. Mater. Chem. B · 2015 · 3 · 63510.1039/C4TB01721H ↗
33. Zhou · Angew. Chem., Int. Ed. · 2017 · 56 · 649210.1002/anie.201701181 ↗
34. Song · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 170749610.1002/adfm.201707496 ↗
35. Sun · J. Lumin. · 2018 · 204 · 52010.1016/j.jlumin.2018.08.058 ↗
36. Pellerin · J. Lumin. · 2018 · 202 · 8310.1016/j.jlumin.2018.05.024 ↗
37. Liu · J. Mater. Chem. B · 2018 · 6 · 150810.1039/C7TB03148C ↗
38. Zou · Chem. Mater. · 2017 · 29 · 393810.1021/acs.chemmater.7b00087 ↗
39. Zhou · Nanoscale · 2017 · 9 · 684610.1039/C7NR01209H ↗
40. Xue · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 2213210.1021/acsami.7b03802 ↗
41. Wang · Nanoscale · 2017 · 9 · 904910.1039/C7NR02038D ↗
42. Wang · ACS Nano · 2017 · 11 · 801010.1021/acsnano.7b02643 ↗
43. Liu · Prog. Chem. · 2017 · 29 · 667
44. Li · Biomaterials · 2017 · 141 · 28410.1016/j.biomaterials.2017.06.033 ↗
45. Liu · Adv. Funct. Mater. · 2018 · 28 · 180431710.1002/adfm.201804317 ↗
46. Zhao · Mater. Sci. Eng., C · 2017 · 79 · 19110.1016/j.msec.2017.05.046 ↗
47. Zheng · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 2160310.1021/acsami.6b07642 ↗
48. Chen · ACS Nano · 2016 · 10 · 9310.1021/acsnano.5b05043 ↗
49. Chen · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 3266710.1021/acsami.6b10702 ↗
50. Yan · Adv. Funct. Mater. · 2020 · 30 · 190904210.1002/adfm.201909042 ↗
51. Wang · ACS Appl. Nano Mater. · 2020 · 3 · 710510.1021/acsanm.0c01433 ↗
52. Wang · ACS Nano · 2018 · 12 · 424610.1021/acsnano.7b07606 ↗
53. Fan · ACS Nano · 2017 · 11 · 586410.1021/acsnano.7b01505 ↗
54. Wang · J. Mater. Chem. B · 2017 · 5 · 579310.1039/C7TB00950J ↗
55. Ramirez-Garcia · Int. J. Pharm. · 2017 · 532 · 69610.1016/j.ijpharm.2017.07.009 ↗
56. Chen · Mater. Horiz. · 2017 · 4 · 109210.1039/C7MH00442G ↗
57. Homayoni · Photodiagn. Photodyn. Ther. · 2016 · 16 · 9010.1016/j.pdpdt.2016.08.012 ↗
58. Abdurahman · Chem. Commun. · 2016 · 52 · 1330310.1039/C6CC07616E ↗
59. Chen · Nano Lett. · 2015 · 15 · 224910.1021/nl504044p ↗
60. Zou · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2021 · 13 · 966710.1021/acsami.0c21623 ↗
61. Zhao · Adv. Mater. · 2022 · 34 · 210992010.1002/adma.202109920 ↗
62. Sun · Biomaterials · 2019 · 218 · 11932810.1016/j.biomaterials.2019.119328 ↗
63. Zhan · J. Mater. Chem. B · 2018 · 6 · 147910.1039/C7TB02759A ↗
64. Liu · Biomaterials · 2018 · 165 · 3910.1016/j.biomaterials.2018.02.042 ↗
65. Li · J. Lumin. · 2018 · 199 · 36310.1016/j.jlumin.2018.03.071 ↗
66. Shi · J. Mater. Chem. B · 2016 · 4 · 784510.1039/C6TB02674E ↗
67. Maldiney · Nanoscale · 2014 · 6 · 1397010.1039/C4NR03843F ↗
68. Feng · Mater. Res. Bull. · 2014 · 50 · 36510.1016/j.materresbull.2013.11.011 ↗
69. Zhang · Anal. Chem. · 2020 · 92 · 117910.1021/acs.analchem.9b04318 ↗
70. Shu · Adv. Funct. Mater. · 2021 · 31 · 210447210.1002/adfm.202104472 ↗
71. Li · Adv. Sci. · 2021 · 8 · 200438110.1002/advs.202004381 ↗
72. Wang · Adv. Funct. Mater. · 2021 · 31 · 210688410.1002/adfm.202106884 ↗
73. Wu · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2020 · 12 · 2557210.1021/acsami.0c04438 ↗
74. Chen · Anal. Chem. · 2017 · 89 · 693610.1021/acs.analchem.7b01397 ↗
75. Zou · J. Mater. Chem. B · 2017 · 5 · 212610.1039/C6TB03379B ↗
76. Zhou · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2018 · 10 · 152810.1021/acsami.7b14866 ↗
77. Zhao · Chem. Sci. · 2016 · 7 · 529410.1039/C6SC01359G ↗
78. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 1968710.1021/acsami.7b05142 ↗
79. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 2733210.1021/acsami.7b08451 ↗
80. Li · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 407510.1002/adma.201501779 ↗
81. Zheng · J. Am. Chem. Soc. · 2016 · 138 · 96210.1021/jacs.5b11720 ↗
82. Lv · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 190710.1021/acsami.8b19172 ↗
83. Yu · Nanoscale · 2022 · 14 · 897810.1039/D1NR07927A ↗
84. Chen · J. Mater. Chem. B · 2020 · 8 · 807110.1039/D0TB01272F ↗
85. Zhao · Biomaterials · 2019 · 217 · 11933210.1016/j.biomaterials.2019.119332 ↗
86. Zhu · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2016 · 8 · 3420910.1021/acsami.6b11378 ↗
87. Zheng · Chem. Mater. · 2017 · 29 · 237410.1021/acs.chemmater.7b00228 ↗
88. Chen · Mater. Sci. Eng., C · 2017 · 79 · 37210.1016/j.msec.2017.05.053 ↗
89. Sene · Chem · 2017 · 3 · 30310.1016/j.chempr.2017.06.007 ↗
90. Li · ACS Nano · 2016 · 10 · 98410.1021/acsnano.5b06259 ↗
91. Wu · Anal. Chem. · 2016 · 88 · 411410.1021/acs.analchem.6b00449 ↗
92. Shi · Biomaterials · 2015 · 37 · 26010.1016/j.biomaterials.2014.10.033 ↗
93. Pan · Nat. Mater. · 2011 · 11 · 5810.1038/nmat3173 ↗
94. Wang · Nanoscale · 2017 · 9 · 620410.1039/C7NR01488K ↗
95. Li · Chem. Soc. Rev. · 2016 · 45 · 209010.1039/C5CS00582E ↗
96. Zhuang · J. Mater. Chem. C · 2013 · 1 · 784910.1039/c3tc31462f ↗
97. Deng · Sci. Rep. · 2015 · 5 · 785110.1038/srep07851 ↗
98. Tregubov · J. Magn. Magn. Mater. · 2018 · 449 · 59010.1016/j.jmmm.2017.10.070 ↗
99. Chen · Biomaterials · 2016 · 77 · 19810.1016/j.biomaterials.2015.11.010 ↗
100. Kim · Solid State Commun. · 2004 · 131 · 73510.1016/j.ssc.2004.07.026 ↗