恶性肿瘤已超过心血管疾病，成为城市居民首要致死病因，严重威胁人类的生命与健康，给社会、家庭和个人带来极大的负担和痛苦。人们期待能够发展一种微创、低剂量、短时间内杀死肿瘤细胞而不伤害正常组织的新型材料。

    针对该挑战，理化技术研究所青促会会员刘惠玉副研究员设计制备了具有新结构和新性能的多功能纳米金壳。该材料内层以结构独特的中空介孔夹心二氧化硅为核，其表面包覆金壳，纳米金壳以其物理化学性质——等离子体共振为基础，经近红外激光照射，可将光能转化为热能，并配以夹心二氧化硅对多种化疗药物的装载控制缓释技术，高效低毒杀死肿瘤细胞，该成果于2011年初发表在国际化学界顶级刊物Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 891-895(IF: 13.734）上。在青促会项目支持下，2012年她们进一步发展了纳米金壳偶联主动靶向配体分子转铁蛋白新技术，纳米金壳经偶联靶向分子后，可在减少照射时间与频率、降低照射强度的条件下实现对恶性肿瘤的有效抑制。荷乳腺癌裸鼠肿瘤模型注射该材料后经单次近红外激光照射即可消除肿瘤。这一成果发表在国际材料界顶级刊物Adv. Mater. 2012,24,755-761（IF:14.829）上。

    相对于纳米材料应用的开发，纳米材料生物学效应的研究相对滞后，给其在各个领域尤其是生物医学领域的应用带来了重重顾虑。尽管前期工作已有了初步发展，但有关不同尺寸、不同表面修饰程度相对纳米金壳生物效应的可靠评价仍需研究。通过研究，她们发现不同粒径的纳米金壳夹心二氧化硅的尺寸效应以及聚乙二醇分子表面修饰程度化对细胞内吞、细胞内转运以及光热转化效率等方面均有影响。研究结果显示，较小尺寸的纳米金壳较容易被乳腺癌（MCF-7）细胞内吞。体内分布研究表明，不同尺寸(84- 315 nm)的纳米金壳主要分布在乳腺癌肿瘤模BALB/c 裸鼠的肝及脾中。体内外研究均表明，与较大尺寸的纳米金壳相比，小尺寸的纳米金壳可以延长其在血液中的循环时间，并具有较高的光热转化率。聚乙二醇化修饰同样对纳米金壳生物效应有较大影响，聚乙二醇化修饰程度高的纳米金壳更有利于在肿瘤部位聚集，进而提高光热治疗效率。这些数据为等离子共振材料—纳米金壳介导的光热效应杀死肿瘤细胞的治疗过程优化提供了可能。这两个研究成果分别发表在纳米材料领域杂志Nanoscale, 2012, 4, 3523-3529.(IF: 6.233)和新一期老牌生物材料杂志Biomaterials, 2013, 34, 6967-6975 (SCI, IF:7.604)上。同时，刘惠玉与其合作者合成了具备核磁共振成像、暗场成像以及光热治疗性能的多功能金磁纳米材料。这种材料在其他生物应用如生物分离、靶向、载药等方面也有广阔的前景。研究成果发表在新一期应用界面材料期刊ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5, 4966-4971 (IF:5.008)上。

刘惠玉（1978.10），女，博士，副研究员，硕士生导师，内蒙古包头人，2004年9月起在中国科学院理化技术研究所攻读物理化学专业博士学位，2007年7月毕业留所参加工作，2010年1月起任中国科学院理化技术研究所副研究员。北京市科技新星，中国科学院卢嘉锡青年人才奖获得者，中国科学院理化技术研究所“青年论坛”暨“中国科学院青年创新促进会”理化技术研究所分会副理事长，北京粉体技术协会第二届理事会理事。