Small: 以氨基化金属有机框架为模板构建介孔金纳米壳及其癌症治疗的应用研究

光热治疗(PTT)是通过纳米材料的等离子体共振效应(LSPR)将吸收的近红外光(NIR)转换为热量而对肿瘤实现热消融杀伤的一种肿瘤治疗方法。众多的无机纳米材料具有良好的光热转换效率,而目前只有商业化的AuroShell®(二氧化硅外包覆致密金纳米壳)被批准用于颈部及头部肿瘤的临床前试验 (ClinicalTrials.gov Identifier: NCT00848042)。其优异的临床应用前景正是基于纳米金良好的生物相容性、优异的光热稳定性以及易于官能化修饰等特性实现。然而,AuroShell®表面密实的金壳结构使其失去了药物递载能力,受到“单一治疗模式”的桎梏,该材料的应用范围也在一定程度上受限。越来越多的文献证明,多模式联合治疗可以取得更加优异的抗肿瘤效果。基于上述观点,具有介孔结构的金纳米壳不仅可用作光热治疗,还可以通过搭载药物实现多种治疗模式的联合。

目前通常基于模板法获得具有介孔结构的金纳米壳。其中,氨基化修饰的介孔氧化硅是最常见的模板:负电性的金纳米种子依靠静电作用吸附在氧化硅表面后,在还原剂的作用下,还原为金纳米壳。而种子的吸附量以及还原时间等条件均会影响介孔结构的形成,条件操控相对比较复杂。其次,银、钴纳米材料也是常用的模板:金壳首先长在金属表面,随后依靠置换作用将模板刻蚀,形成中空金纳米结构。然而,该方法相对繁琐而且会间接造成资源浪费。综上,目前常用的两类制备介孔金纳米壳的模板都存在一些弊端,急需开发新型的具有多功能孔径结构的模板以及一种快速、简便的合成方法。

中国科学院宁波材料科学技术与工程研究所吴爱国课题组针对这一问题以氨基化金属有机框架结构(NH2-MOF)为模板,通过快速、简便的一步法,在其表面包覆了均匀的纳米金壳(NH2-MOF@Aushell)。基于该策略,作者们针对肿瘤微环境设计了具有类过氧化氢酶活性的介孔核壳纳米结构(Pt@UiO-66-NH2@Aushell-Ce6),将光动力治疗与光热治疗进行结合,取得了优异的肿瘤治疗效果。该方法具有普适性,在一系列不同尺寸、形状和元素组成的NH2-MOF结构上均实现了金纳米壳的包覆。研究者相信,利用这种新颖的方法设计合成的多功能纳米材料除了能够实现癌症的诊疗,还有望在催化等能源相关领域得到应用。

相关研究成果在线发表于Small(DOI:10.1002/smll.201801851),并被选为近期该杂志的Front Cover。查看全文请点击https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201801851