科研進展

深圳先進院成功開發近紅外二區響應藥物控釋系統

時間:2019-06-24  來源:材料所(籌)材料界面交叉科學研究中心 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,中國科學院深圳先進技術研究院材料界面研究中心喻學鋒研究員團隊在紅外二區響應的藥物控制釋放領域取得新進展。相關工作InSe Nanosheets for Efficient NIR-II-Responsive Drug ReleaseInSe納米片用于NIR-II響應藥物釋放)發表于化學領域權威刊物ACS Applied Materials & InterfacesDOI:10.1021/acsami.9b06170)。論文第一作者為客座研究生黃赤,喻學鋒研究員和周文華副研究員是通訊作者。 

  癌癥作為一種重要的致死原因,給患者的家庭和生活造成了巨大負擔。化療作為一種傳統的癌癥治療方法,由于經常給藥和非靶向治療,會造成嚴重副作用和腫瘤耐藥性。刺激響應性的藥物控制釋放系統可以在pH、生物分子、光照等刺激下,實現腫瘤部位藥物精準控制釋放。近紅外二區(NIR-II, 1000-1350 nm)激光由于操作方便,組織穿透性強受到了廣泛關注。針對這一問題,喻學鋒研究員課題組以InSe納米片為模型,開發出近NIR-II響應的藥物控制釋放系統,能夠遠程精準地控制藥物釋放,殺死腫瘤細胞,并揭示了其作為納米化療藥物的潛能。 

  InSe納米片作為一種新型二維材料,因其近紅外響應性質受到了廣泛關注。InSe納米片帶隙可以通過改變納米片厚度進行調控,具有較寬的光譜吸收,可能具有NIR-II光熱轉化性質。此外,InSe納米片具有二維armchairzigzag結構,展現出巨大的比表面積,可以用于藥物的高效負載。InSe納米片中的Se原子可以提供孤電子對活性位點,通過電子對相互作用,增強了InSe納米片與藥物的芳環分子相互作用,進而提高腫瘤藥物阿霉素(DOX)的負載量。因此,開發基于InSe納米片的NIR-II響應癌癥治療平臺具有重要意義。 

  課題組研究發現,InSe納米片除了具有NIR-II響應光熱轉化效率外,還具有非常高的阿霉素(DOX)負載效率,同時還有非常好的生物相容性。癌細胞通過內吞作用大量攝取InSe-DOX復合物NIR-II激光照射下,InSe納米片產生局部過熱效應,實現了DOX的可控釋放,從而抑制癌細胞增殖。而對于正常細胞,由于其較弱的攝取活性和代謝速率,InSe-DOX復合物攝取量少,從而保持了很高的生物相容性。深入的細胞實驗研究表明,InSe-DOX在低濃度下就能展現出非常好的腫瘤細胞殺傷效果。該研究不僅展示了InSe-DOX復合物在納米化療藥物開發領域的巨大前景,同時也揭示了納米材料在腫瘤治療研究領域的新方向。 

  該研究工作得到國家自然科學基金、廣東省領軍人才計劃、深圳市孔雀項目、香港研究資助局面上項目等項目資金資助。 

  論文鏈接 

圖:InSe-DOX構建及近紅外二區響應光熱化療協同治療

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