18648
当前位置: 首页   >  课题组新闻   >  【最新发表】【ACS Applied Bio Materials】具有“海岛结构”的FeOOH/聚吡咯复合纳米颗粒用于光热治疗/化学动力学治疗的联合治疗
【最新发表】【ACS Applied Bio Materials】具有“海岛结构”的FeOOH/聚吡咯复合纳米颗粒用于光热治疗/化学动力学治疗的联合治疗
发布时间:2019-06-29

【背景介绍】

近年来,联合治疗被报道能够解决诸多传统癌症治疗领域的瓶颈问题,受到研究者们越来越多的关注。其中,光热治疗(PTT)和化学动力学治疗(CDT)的联合治疗,因其具有高选择性、特异性以及毒副作用小等优势,目前又成为联合治疗领域的研究热点。但是,现在用于PTT/CDT联合治疗的多功能纳米平台普遍存在以下两个问题:(1)组合治疗中光热转换效率偏低;(2)反应条件极为苛刻,大都是在水热条件合成。而这些都极大限制了PTT/CDT联合治疗在临床上的进一步应用。因此,如何简单有效地将光热剂和芬顿催化剂整合到单一的纳米平台,成了一项极具挑战性的任务。


2019年6月28日,本课题组在《美国化学学会 · 应用生物材料》(ACS Applied Bio Materials)杂志在线发表题为“具有“海岛结构”的FeOOH/聚吡咯复合纳米颗粒用于光热治疗/化学动力学治疗的联合治疗”的文章(FeOOH/Polypyrrole Nanocomposites with an Islands-in-Sea Structure toward Combined Photothermal/Chemodynamic Therapy),首次报道了一种FeOOH/聚吡咯复合纳米颗粒能够有效用于光热治疗和化学动力学治疗的联合。这项工作设计了一种具有“海岛结构”的异质结复合物,利用两相界面模板的方法将FeOOH“岛结构域”镶嵌在连续的聚吡咯相中,实现了光热剂和芬顿催化剂的简单整合。有趣的是,本研究发现这种异质结能够通过电子转移实现不同功能结构域之间的协同增强,复合纳米颗粒具有较高的光热转换效率(~56%)以及良好的芬顿催化活性,为PTT/CDT双模肿瘤联合治疗以及其他多模联合治疗的多功能纳米平台的设计提供了思路。


【图文导读】


图一:复合纳米颗粒的形成过程以及形貌结构表征

(a)FeOOH/PPy NCs的形成示意图。

NCs的形貌和结构分析:(b)AFM(插图:高度分布);(c)TEM(插图:具“海岛结构”的复合纳米颗粒的放大图,颜色更深的点代表铁氧化物);(d)HRTEM图像;(e)XRD图谱和(f)拉曼光谱


图二:复合纳米颗粒的光热性能研究

(a)FeOOH/PPy NCs的UV-vis-NIR吸收光谱;

(b)浓度依赖和(c)激光强度依赖光热升温曲线(b中激光强度为0.5 W cm-2);

(d)重复三次的循环升温/降温曲线;

(e)在降温阶段冷却时间与驱动温度负对数之间的函数曲线;

(f) (αhv)2 与hv的Tauc曲线


图三:复合纳米颗粒的催化性能研究

(a)加入不同浓度H2O2后TMB吸光度随时间的变化;(b)NCs的米氏动力学曲线和(c)双倒数作图曲线;(d)聚吡咯和(e)NCs在H2O2缓冲液中的吸光度变化;(f)TMB在不同pH和温度条件下生色水平的比较


图四:细胞实验

(a)不同浓度FeOOH/PPy NCs处理后的MCF-7细胞活力;(b)与NCs共孵育后的细胞激光共聚焦扫描显微镜图片;(c)不同处理后细胞的活死染色实验结果。标尺:100 μm;(d)不同颗粒浓度下细胞活力的定量研究


【小结】

本研究通过界面导向合成策略成功制备得到FeOOH/聚吡咯异质结复合物。在海岛结构中,聚吡咯结构域赋予该复合物十分显著的光热转换效率(~56%),而镶嵌在其中的FeOOH纳米筹能够通过聚吡咯电子转移发挥高效的芬顿催化活性(在TME中0.1 mM过氧化氢条件)。这些发现能够为肿瘤联合治疗的多功能纳米平台的开发和设计提供一个良好的思路。


原文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsabm.9b00435