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Nano Lett. | 可逆热致变色纳米粒子用于控温肿瘤光热治疗


英文原题:Reversible Thermochromic Nanoparticles Composed of a Eutectic Mixture for Temperature-Controlled Photothermal Therapy

通讯作者:沈松(江苏大学),吴琳 (江苏大学),王树(中科院化学所)

作者:Song Shen (沈松),Lei Feng (冯磊),Shunyao Qi (戚舜尧),Jin Cao (曹进),Yanru Ge (戈延茹),Lin Wu (吴琳),Shu Wang (王树)


光热治疗(photothermal therapy)是指具有光热转换性能的材料富集于肿瘤部位后,在外部光源(一般是近红外光)的照射下将光能转化为热能,从而杀死癌细胞的一种治疗方法。由于在光热治疗过程中难以准确监测肿瘤内部的温度,一方面过高的温度易导致周围正常组织的损伤,另一方面光在穿透肿瘤时因光热材料的吸收、散射等而强度消减,导致肿瘤深处升温不够。


为解决以上难题,江苏大学沈松副教授与中国科学院化学研究所王树研究员合作,制备了一种具有良好稳定性的热致变色纳米粒子,并用于控温肿瘤光热治疗。所制备的热致变色纳米粒子粒径约为90 nm (图1),其热变色临界温度为45 ℃。低于45 ℃时,纳米粒子为显色状态,可吸收近红外光,并转变为热;当温度达到45 ℃时,纳米粒子为无色状态,不再吸收近红外光,可维持温度在45 ℃(图2),从而实现控温治疗,避免周围正常组织的损伤,同时可提高光的穿透深度,促进瘤内温度的均匀分布(图3)。该研究为控温肿瘤光热治疗提供了一个新的思路。

图1. 热变色纳米粒的制备及表征,a) 热变色原理示意图,b) 热变色纳米粒的制备方法,c-e) 热变色纳米粒的透射电镜图、粒径分布及紫外-可见吸收曲线


图2. 热变色纳米粒的吸收、光热效应及光穿透性能,热变色纳米粒溶液升温(a)及降温(b)的吸收变化,c) 热变色纳米粒溶液升温及降温图片,d) 热变色纳米粒及吲哚菁绿 (ICG) 溶液的升温曲线,e) 热变色纳米粒及ICG溶液的光热升温稳定性,f) 光照5 min后,热变色纳米粒及ICG溶液光穿透深度,g) 光照5 min后,热变色纳米粒及ICG溶液的温度分布,(h) ICG及(i) 热变色纳米粒溶液的深度及温度分布图

图3. 热变色纳米粒的体内控温治疗,a) 热变色纳米粒用于恒温光热疗法的机理示意图,b) 注射PBS、热变色纳米粒和ICG 3 h后,激光照射不同时间的肿瘤热成像图,c) 照射期间的温度变化,d) 不同治疗后肿瘤的体积变化,e) 肿瘤和邻近组织的H&E组织学切片


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Reversible Thermochromic Nanoparticles Composed of a Eutectic Mixture for Temperature-Controlled Photothermal Therapy

Song Shen*, Lei Feng, Shunyao Qi, Jin Cao, Yanru Ge, Lin Wu*, Shu Wang*

Nano Lett., 2020, DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00147

Publication Date: Feb 12, 2020

Copyright © 2020 American Chemical Society


(本稿件来自ACS Publications


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