【MOF光动力疗法】：基于纳米尺度MOFs在缺氧条件下的近红外触发串联光热和光化学抗癌疗法

研究背景:
1）行业问题:
a. 传统光动力疗法(PDT)所使用的光敏剂主要吸收可见光,渗透深度有限。
b. 肿瘤组织内常存在缺氧微环境,而传统PDT依赖氧气产生活性氧簇(ROS)杀伤癌细胞,在缺氧条件下效果受限。
2）现有解决方案:
a. 开发近红外光敏剂,提高光渗透深度。
b. 探索无氧PDT途径,如利用自由基发生剂产生独立于氧的活性物种。
3）本文的创新思路:
a. 将近红外光热转换分子ICG和温敏自由基发生剂AIPH共负载于ZIF-8纳米颗粒中。
b. 在NIR激光照射下,ICG吸收NIR光产生局部高温,同时诱导AIPH持续产生有毒烷基自由基,实现PTT和无氧PDT的协同作用。
c. 利用MOFs的高载体能力和多功能性,构建了一种新型的NIR触发光化学疗法纳米平台。

实验部分:
1）合成优化:
a. 优化反应条件(调节剂、溶剂和配体投料量),制备出粒径约200nm、分散性良好的AIPH@ZIF-8纳米颗粒。
b. 通过后修饰策略,将ICG引入AIPH@ZIF-8中,获得ICG/AIPH@ZIF-8纳米颗粒。
c. AIPH的最高载量达125 mg/g,ICG的载量为67 mg/g。
2）常规表征分析:
a. XRD、SEM、N2吸附等表征证实了材料的结构完整性和高比表面积。
b. UV-Vis吸收光谱显示,ICG/AIPH@ZIF-8在NIR区域具有强吸收。
c. 动态光散射(DLS)结果表明,ICG/AIPH@ZIF-8在细胞培养基中具有良好的长期分散稳定性。
3）自由基检测实验:
a. ABTS探针实验证实,AIPH@ZIF-8在热刺激下可持续产生烷基自由基,且该过程独立于氧浓度。
b. 电子顺磁共振(ESR)实验进一步证实,只有在808nm激光照射下,ICG/AIPH@ZIF-8才能产生自由基。
4）光热性能测试:
a. 在808nm激光照射下,ICG/AIPH@ZIF-8的温度可在3分钟内快速升至44°C。
b. 与游离ICG相比,ICG/AIPH@ZIF-8显示出更好的光热稳定性。

应用测试：
5）细胞实验:
a. CCK-8分析显示,在NIR激光照射下,ICG/AIPH@ZIF-8对癌细胞的杀伤效果明显优于单一治疗模式,且在正常氧浓度和缺氧条件下效果相当。
b. 荧光染色实验直观显示,ICG/AIPH@ZIF-8+NIR激光组大部分癌细胞被杀死。
c. 流式细胞术分析表明,ICG/AIPH@ZIF-8+NIR激光组能够有效诱导癌细胞的晚期凋亡,凋亡率高达80%左右。
6）细胞内自由基检测:
a. DCFH-DA探针实验证实,ICG/AIPH@ZIF-8+NIR激光组能够在细胞内产生大量自由基,且在正常氧浓度和缺氧条件下均能观察到明显的绿色荧光信号。

总结:
1）本研究成功构建了一种NIR触发的PTT和无氧PDT协同纳米平台ICG/AIPH@ZIF-8。
该纳米平台具有高载体能力、可控自由基产生、多模式治疗效果等优势,克服了传统PDT的渗透深度和缺氧限制。
2）细胞实验初步证实了NIR激光诱导的PTT和PDT协同作用,能够有效杀伤癌细胞,包括在缺氧条件下。

NIR-triggered Tandem Photothermal and Photochemical Cancer Therapy Based on Nanoscale MOFs under Hypoxic Conditions
文章作者：Miao He, Dr. Jian Yang, Dr. Ke Li, Qinghua Wang, Prof. Jinlou Gu
DOI：10.1002/cnma.202200205
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cnma.202200205

本文为科研用户原创分享上传用于学术宣传交流，具体内容请查阅上述论文原文，如有错误、侵权请联系修改、删除。未经允许第三方不得复制转载。