自驱动异质纳米颗粒用于肿瘤光热治疗

光热治疗是一种新型的肿瘤治疗手段。大量研究表明纳米材料用于光热治疗可以十分有效的抑制肿瘤的生长。光热治疗材料的设计一方面着眼于多功能超小材料,另一方面着眼于材料的拓扑结构。多功能设计则将涉及多种材料,面临着十分艰巨的挑战。纳米颗粒的结构将可能影响光热转换的性能。因此将两者结合则可以显著提高材料的性能。

异质颗粒通常由两部分具有不同的理化性质的材料组成,具备两种材料的功能性甚至会导致增强其功能。比如,光伏和光催化材料设计成异质结构可实现电荷的有效分离。异质纳米颗粒在外界刺激下比如电场,光,气泡等产生自驱运动在肿瘤治疗中也备受关注,常作为药物递送系统用于肿瘤治疗。

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结合异质颗粒的独特优势,最近国家纳米科学中心王浩研究员领导的研究团队与华东理工大学李永生教授合作,采用超分子自组装方法发展了一种可用于增强活体肿瘤治疗的新型的具有异质结构的纳米颗粒。该纳米颗粒主要由两部分组成,一端为具有聚集诱导的、双光子荧光特性的双芘,另一端为具有很好的光热转换性能的金星(Au star)。在近红外光照射下(808 nm),Au star 吸收光产生热量,异质颗粒在瞬间产生温度梯度,产生了异质颗粒激活的自驱运动,同时利用双芘的双光子荧光特性直接在双光子荧光显微镜下观察。异质颗粒激活的自驱运动随着近红外光照的强度的增加而明显加速,并且在不同的介质中表现了明显不同的升温差异。在复杂的介质中,由于纳米颗粒自驱运动与周围介质的碰撞导致了动能到热能的转化从而温度升高。更重要的是,在肿瘤细胞的光热治疗中,成功实现了比Au star 材料本身更好的光热杀伤肿瘤的效果。该项研究为异质颗粒在肿瘤治疗中提供了新的思路。相关工作作为 frontispiece近期在线发表在 Small (DOI: 10.1002/smll.201601965)上。

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