Advanced Healthcare Materials:基于脂双层的表面功能化策略­­­­­­构建可在体长效循环的金属有机框架纳米探针用于肿瘤的高灵敏成像

近年来随着纳米技术的迅速发展,纳米医学已成为肿瘤诊疗领域的重要研究方向之一。纳米诊疗技术的最终效果与纳米材料的稳定性及其在肿瘤部位的富集程度密切相关。因此,如何能通过表面修饰来提高材料的生物稳定性,延长其在体循环时间,从而提高纳米载体肿瘤富集量已成为研究者首先要考虑的问题。由于结构与性能的可调控性较强,纳米尺寸的金属有机框架材料(NMOFs)已经逐渐在纳米医学领域引起人们的关注。然而由于NMOFs本身固有的结构特点(即表面存在大量不饱和的金属节点与未配位的有机官能团),导致这类材料在生理环境中极不稳定。而传统的表面功能化修饰策略(如PEG修饰等)无法满足其对于在体长效循环的需求,极大地制约了NMOFs在生物医学领域的进一步应用。

近期,西安电子科技大学生命科学技术学院王忠良课题组针对NMOFs在体循环过程中稳定性不足的缺陷,提出了一种简单快速的、由超声介导的表面功能化策略。该研究选用NMOFs材料的典型代表UiO-66作为研究对象,只需一步即可快速、高效地将生物安全性好的DOPA脂双层包覆在UiO-66的表面,有效延长了UiO-66的在体循环时间,实现了UiO-66在肿瘤组织处的高效富集,从而显著提高了肿瘤在体成像的灵敏度。研究结果表明,与传统的PEG表面修饰相比,经过脂质双层包覆的UiO-66在离体水平与在体水平均表现出较高的生物稳定性,同时肿瘤在体成像结果表明,经脂双层表面修饰后的UiO-66可实现对5 mm的中晚期肿瘤模型与2 mm的早期微小肿瘤模型的高灵敏成像。

该工作提出的表面功能化策略不仅为UiO-66的表面修饰提供了新思路,而且还有望拓展至其他金属基团的NMOFs(诸如Fe,Al等)中。研究者相信,这一工作不仅丰富了NMOFs的表面功能化方法,而且有助于进一步推动NMOFs在生物医学领域,特别是肿瘤诊疗方面的应用。相关结果以“Highly Stable and Long-Circulating Metal-Organic Frameworks Nanoprobes for Sensitive Tumor Detection In Vivo”为题,发表在Advanced Healthcare Materials(DOI:10.1002/adhm.201900761)上。