Adv. Mater. 苏州大学-双功能铂纳米粒子用于光诱导肿瘤消融

【引言】

光诱导纳米医学作为可以精准治疗癌症的手段近年来引起了学术界极大的兴趣，例如将高聚物微胶粒、囊泡、无机纳米材料等用于光动力治疗（PDT）以及光热治疗（PTT）。这些纳米粒子使光敏剂（PS）在激光下能更高效的从组织氧中产生单线态氧，从而大大增加损伤癌症细胞的能力、提高治疗效率。但是这些纳米粒子还存在单线态氧产率受到削弱、组织氧消耗导致的氧不足以及在治疗后残留肿瘤细胞的限制，因此亟待研发出一种高效的纳米粒子用于治疗中肿瘤消融。

【成果简介】

近日，来自苏州大学的陈华兵教授（通讯作者）课题组报导了一种具有超低辐射跃迁的双功能自组装铂氟硼荧核纳米颗粒（Bodiplatin-NPs）并用于光诱导治疗癌症。这种粒子由于在单色光作用下激发态更倾向于从单线态跃迁到三线态和无辐射衰减，可以显著的提高单线态氧的含量以及具有显著的光热效应，可以提高治疗癌症的效率。另外，这种粒子具有对光漂白有很强的抗性、在黑暗中毒性低、在细胞内能有效从溶酶体转移到细胞质中以及优先在肿瘤富集等特点，能更有效的发挥PDT和PTT治疗肿瘤的协同作用。

【图文导读】

图1 铂BDP核双功能自聚集纳米粒子用于肿瘤切割的光动力治疗和光热治疗示意图解

A)通过薄膜分散法Bodiplatin-NPs在浓度为9μg mL^-1水溶液中的合成过程

B)Pt原子通过自旋轨道耦合提高了单线态到三线态的系统间过渡速度，Pt(Ⅱ）通过能量的转换提供了无辐射的衰退使原子从激发态到基态示意图

C)Bodiplatin-NPs应用于PTT及PDT治疗的图解

图2 通过多个合成过程构成的Bodiplatin（无自组装的铂氟硼荧核,下同)纳米粒子及数据结果

A)聚乙二醇Bodiplatin和Bodiplatin的合成路线

B) Bodiplatin-NPs的TEM（透射电子显微镜）图像

C)使用DLS（动态光散射）检测的Bodiplatin-NPs粒度分布

D) Bodiplatin-NPs的XPS（X-射线光电子能谱）模板

E) Bodiplatin-NPs的EDX（能量色散X射线光谱）模板

图3 Bodiplatin-NP和Bodiplatin的吸收光谱曲线分析

A)Bodiplatin-NPs和Bodiplatin在不同溶剂中的吸收光谱

B)Bodiplatin-NPs和Bodiplatin在照射条件（660nm,0.5W cm^-2）不同时间不同水溶液中的吸收曲线

C)在照射条件（660nm,0.5W cm^-2）浓度为0.75×10^-6M存在Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy（氟硼荧荧光团，下同）时在410nm的DPBF正常化吸收曲线 D)浓度为10.0×10^-6M时Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的磷光寿命

E)在77K时Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的磷光光谱

F)在不同的激发时间纳秒级Bodiplatin的吸收光谱

G)在照射条件（660nm,0.5W cm^-2）浓度为30×10^-6M时Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的温度走向

H)使用光谱仪在浓度为10.0×10^-6M时Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的荧光团寿命

图4 经不同染色剂以及不同剂量在小鼠体内肿瘤细胞的实验结果

A) 在溶酶体荧光绿DND-26和Hoechst 33342染色0.5h后有照射和无照射4T1细胞的CLSM(共聚集激光扫描显微镜）图像（比例尺：25μm）

B) 4T1细胞对待Bodiplatin-NPs在48小时的孵化存在以及不存在Vc和有无5min照射的活性能力（660nm ,0.5W cm^-2）

C) 经过10.0μmol kg^-1剂量的静脉注射在不同时间小鼠细胞质的浓度

D) 在注射10.0μmol kg-1剂量24h后小鼠不同的组织分别对于Bodiplatin-NPs、Bodiplatin的小鼠体内的组织分布

E) 和F) 在小鼠体内分别注射了5.0、7.0、10.0μmolkg^-1剂量的Bodiplatin-NPs、Bodiplatin24h后在照射条件（660nm, 0.5W cm^-2）5min后小鼠肿瘤细胞的红外热像仪及温度走向图像

G)注射7.0μmol kg^-1剂量的Bodiplatin-NPs、Bodiplatin在照射条件（660nm ,0.5W cm^-2）5min，有或无Vc注射24小时后小鼠的肿瘤经DHE染色图像

图5 小鼠细胞在有无照射条件下的对比组织分析

A) 对于Bodiplatin-NPs、Bodiplatin的剂量为7.0μmol kg^-1时存在或缺少Vc5min以及有无照射条件（660nm, 0.5W cm^-2）小鼠的肿瘤生长曲线

B) 从小鼠4T1肿瘤中提取的肿瘤细胞在30d的后照射图像

C) 从小鼠经过注射7.0μmol kg^-1剂量的Bodiplatin-NPs、Bodiplatin切割的经H&E染色的肿瘤部分在有无照射条件下（660nm ,0.5W cm^-2）的图像（比例尺：100μm）

文献链接：Bifunctional Platinated Nanoparticles for Photoinduced Tumor Ablation（Adv. Mater.,2016, DOI: 10.1002/adma.201602738）

本文由材料人生物材料小组李伦供稿，欧洲足球赛事 编辑整理。

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