Adv. Mater. 蘇州大學-雙功能鉑納米粒子用于光誘導腫瘤消融

【引言】

光誘導納米醫學作為可以精準治療癌癥的手段近年來引起了學術界極大的興趣，例如將高聚物微膠粒、囊泡、無機納米材料等用于光動力治療（PDT）以及光熱治療（PTT）。這些納米粒子使光敏劑（PS）在激光下能更高效的從組織氧中產生單線態氧，從而大大增加損傷癌癥細胞的能力、提高治療效率。但是這些納米粒子還存在單線態氧產率受到削弱、組織氧消耗導致的氧不足以及在治療后殘留腫瘤細胞的限制，因此亟待研發出一種高效的納米粒子用于治療中腫瘤消融。

【成果簡介】

近日，來自蘇州大學的陳華兵教授（通訊作者）課題組報導了一種具有超低輻射躍遷的雙功能自組裝鉑氟硼熒核納米顆粒（Bodiplatin-NPs）并用于光誘導治療癌癥。這種粒子由于在單色光作用下激發態更傾向于從單線態躍遷到三線態和無輻射衰減，可以顯著的提高單線態氧的含量以及具有顯著的光熱效應，可以提高治療癌癥的效率。另外，這種粒子具有對光漂白有很強的抗性、在黑暗中毒性低、在細胞內能有效從溶酶體轉移到細胞質中以及優先在腫瘤富集等特點，能更有效的發揮PDT和PTT治療腫瘤的協同作用。

【圖文導讀】

圖1 鉑BDP核雙功能自聚集納米粒子用于腫瘤切割的光動力治療和光熱治療示意圖解

A)通過薄膜分散法Bodiplatin-NPs在濃度為9μg mL^-1水溶液中的合成過程

B)Pt原子通過自旋軌道耦合提高了單線態到三線態的系統間過渡速度，Pt(Ⅱ）通過能量的轉換提供了無輻射的衰退使原子從激發態到基態示意圖

C)Bodiplatin-NPs應用于PTT及PDT治療的圖解

圖2 通過多個合成過程構成的Bodiplatin（無自組裝的鉑氟硼熒核,下同)納米粒子及數據結果

A)聚乙二醇Bodiplatin和Bodiplatin的合成路線

B) Bodiplatin-NPs的TEM（透射電子顯微鏡）圖像

C)使用DLS（動態光散射）檢測的Bodiplatin-NPs粒度分布

D) Bodiplatin-NPs的XPS（X-射線光電子能譜）模板

E) Bodiplatin-NPs的EDX（能量色散X射線光譜）模板

圖3 Bodiplatin-NP和Bodiplatin的吸收光譜曲線分析

A)Bodiplatin-NPs和Bodiplatin在不同溶劑中的吸收光譜

B)Bodiplatin-NPs和Bodiplatin在照射條件（660nm,0.5W cm^-2）不同時間不同水溶液中的吸收曲線

C)在照射條件（660nm,0.5W cm^-2）濃度為0.75×10^-6M存在Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy（氟硼熒熒光團，下同）時在410nm的DPBF正常化吸收曲線 D)濃度為10.0×10^-6M時Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的磷光壽命

E)在77K時Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的磷光光譜

F)在不同的激發時間納秒級Bodiplatin的吸收光譜

G)在照射條件（660nm,0.5W cm^-2）濃度為30×10^-6M時Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的溫度走向

H)使用光譜儀在濃度為10.0×10^-6M時Bodiplatin-NPs、Bodiplatin和Bodipy的熒光團壽命

圖4 經不同染色劑以及不同劑量在小鼠體內腫瘤細胞的實驗結果

A) 在溶酶體熒光綠DND-26和Hoechst 33342染色0.5h后有照射和無照射4T1細胞的CLSM(共聚集激光掃描顯微鏡）圖像（比例尺：25μm）

B) 4T1細胞對待Bodiplatin-NPs在48小時的孵化存在以及不存在Vc和有無5min照射的活性能力（660nm ,0.5W cm^-2）

C) 經過10.0μmol kg^-1劑量的靜脈注射在不同時間小鼠細胞質的濃度

D) 在注射10.0μmol kg-1劑量24h后小鼠不同的組織分別對于Bodiplatin-NPs、Bodiplatin的小鼠體內的組織分布

E) 和F) 在小鼠體內分別注射了5.0、7.0、10.0μmolkg^-1劑量的Bodiplatin-NPs、Bodiplatin24h后在照射條件（660nm, 0.5W cm^-2）5min后小鼠腫瘤細胞的紅外熱像儀及溫度走向圖像

G)注射7.0μmol kg^-1劑量的Bodiplatin-NPs、Bodiplatin在照射條件（660nm ,0.5W cm^-2）5min，有或無Vc注射24小時后小鼠的腫瘤經DHE染色圖像

圖5 小鼠細胞在有無照射條件下的對比組織分析

A) 對于Bodiplatin-NPs、Bodiplatin的劑量為7.0μmol kg^-1時存在或缺少Vc5min以及有無照射條件（660nm, 0.5W cm^-2）小鼠的腫瘤生長曲線

B) 從小鼠4T1腫瘤中提取的腫瘤細胞在30d的后照射圖像

C) 從小鼠經過注射7.0μmol kg^-1劑量的Bodiplatin-NPs、Bodiplatin切割的經H&E染色的腫瘤部分在有無照射條件下（660nm ,0.5W cm^-2）的圖像（比例尺：100μm）

文獻鏈接：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組李倫供稿，材料牛編輯整理。

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