Small: 基于Bi2Se3/Au异质结的近红外触发多模式抗肿瘤治疗增强疗效

近几十年来,由于近红外光(NIR)的高度生物安全性和较强的组织穿透能力而越来越多地应用于光学治疗中。最近,基于具有特定能带结构的无机半导体材料的光催化疗法(PCT)引起了广泛关注,该材料可以由高于其带隙的光能触发产生电子-空穴对,随后,光生载流子可以将周围的H2O,O2和过氧化氢(H2O2)等转化为具有细胞毒性的ROS,从而严重破坏癌细胞的DNA和蛋白质,杀伤肿瘤细胞。为了适用于临床光学治疗中常用的NIR,MoS2,MoSe2,WS2,Bi2S3等窄带隙半导体已被开发应用。然而,由于带隙较窄导致的电子-空穴对的快速复合从而氧化还原能力降低,ROS产量下降,导致它们在PCT的应用中受到限制。因此,为了促进电子-空穴分离和增加NIR吸收,人们构建了多种异质结构半导体纳米材料。然而,导带(CB)和价带(VB)的特定位置和复杂的机理对于异质结构的设计而言仍然是一个巨大的挑战。因此,基于局部表面等离子体激元共振(LSPR)效应,将贵金属与半导体简单地复合就引起了更多关注。这种金属/半导体异质结构策略已经广泛应用于宽禁带半导体,而对窄禁带半导体的研究还很有限。具有合适带隙的Bi2Se3半导体材料在肿瘤光学部治疗中受到越来越多的关注,这些材料大多被作为良好的光热转换剂或普通载体来研究,而Bi2Se3在光催化剂中的应用受到限制,其产生ROS的效率较低。因此,开发Bi2Se3作为PCT的高效光催化剂具有重要意义。

基于上述问题,长春应用化学研究所林君研究员、马平安研究员及其研究团队报道了一种中空介孔结构的半导体Bi2Se3与贵金属Au纳米粒子复合的异质结构治疗纳米平台(BS/Au@PP-DOX),用于协同PTT、PCT和由近红外光触发的化疗,同时具有IRT/CT成像能力。原位生长的Au纳米粒子增强了BS的光催化性能,增加了光致电子-空穴分离效率,进而促进了光生氧化还原能力和ROS的高效生成。在808 nm激光照射下,BS/Au@PP-DOX可诱导严重的癌细胞凋亡或坏死,并同时引起高效的肿瘤抑制。同时,BS/Au@PP-DOX还具有良好的IRT/CT诊断性能。总体而言,空心异质结构形成的简单策略为近红外诱导的PTT、PCT和化疗提供了高度有效的光学治疗,这有可能成为无毒且高效的抗肿瘤治疗的新途径。

论文信息:

NIR-Triggered Multi-Mode Antitumor Therapy Based on Bi2Se3/Au Heterostructure with Enhanced Efficacy

Chunzheng Yang, Mengyu Chang, Meng Yuan, Fan Jiang, Binbin Ding, Yajie Zhao, Peipei Dang, Ziyong Cheng, Abdulaziz A. Al Kheraif, Ping’an Ma*, Jun Lin*

Small

10.1002/smll.202100961

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202100961