上海光機(jī)所利用近紅外激光誘導(dǎo)黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)靶向腫瘤治療
近期,中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉軍課題組取得科研新進(jìn)展,實(shí)驗(yàn)中采用黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料作為雙模成像引導(dǎo)用試劑,在近紅外激光的誘導(dǎo)下,可對(duì)葉酸受體(FR)過(guò)度表達(dá)的腫瘤實(shí)現(xiàn)靶向可視化協(xié)同殺傷治療。相關(guān)成果發(fā)表于Nanophotonics(DOI: https://doi.org/10.1515/nanoph-2019-0506)。
黑磷量子點(diǎn)具有光吸收與光熱轉(zhuǎn)化效率高、生物兼容性好等優(yōu)異特性,并且在生物體內(nèi)可以降解為對(duì)人體有益的磷酸根,無(wú)長(zhǎng)期生物毒性,這是其它材料所無(wú)法比擬的。因此,黑磷量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(如光熱治療、光動(dòng)力治療、載藥治療等方面)極具應(yīng)用潛力,受到廣泛關(guān)注。 研究團(tuán)隊(duì)成功制備了黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料(FA-PEG@BPQD@DOX)。制備過(guò)程(見(jiàn)圖1)分三步:(1)采用溶劑熱方法制備尺寸為~5nm的黑磷量子點(diǎn);(2)利用葉酸配體(FA-PEG)對(duì)黑磷量子點(diǎn)表面進(jìn)行修飾;(3)載入化療藥物阿霉素。 黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)對(duì)FR過(guò)度表達(dá)的腫瘤精準(zhǔn)殺傷的機(jī)理如下(見(jiàn)圖2):復(fù)合材料表面的靶向分子FA可以特異性地識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面的FR葉酸受體;采用808nm的近紅外激光進(jìn)行激發(fā)誘導(dǎo),實(shí)現(xiàn)光熱-光動(dòng)力-化療三重殺傷效果。黑磷量子點(diǎn)在近紅外激光誘導(dǎo)下,可迅速升溫至40℃以上,具有第一重的光熱殺傷效果,并產(chǎn)生對(duì)腫瘤細(xì)胞有害的單線態(tài)氧,具有第二重的光動(dòng)力治療效果,阿霉素具有第三重的化療效果。 研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)離體癌細(xì)胞以及活體小鼠進(jìn)行體內(nèi)外實(shí)驗(yàn),證實(shí)該黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料具有高效的光殺傷作用,在精確的腫瘤部位具有光觸發(fā)和熱誘導(dǎo)的藥物釋放作用,并通過(guò)光聲及光熱成像實(shí)現(xiàn)了可視化協(xié)同腫瘤治療,可以有效地清除裸鼠體內(nèi)的腫瘤。此外,黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料具有良好的生物相容性,對(duì)非癌組織無(wú)明顯損傷。這一近紅外激光誘導(dǎo)的基于黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料的治療方法,為實(shí)現(xiàn)靶向腫瘤治療提供了一種新方案。 圖1 黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料制備過(guò)程 圖2 黑磷量子點(diǎn)復(fù)合材料抗癌機(jī)理圖 相關(guān)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金以及上海市楊帆計(jì)劃的支持。 論文鏈接:https://www.degruyter.com/view/j/nanoph.ahead-of-print/nanoph-2019-0506/nanoph-2019-0506.xml |