第一作者: Zhibin Yin, Qian Ji
通訊作者: Aiguo Wu, Liang Cheng, Leyong Zeng
通訊單位: 寧波材料技術(shù)與工程研究所，蘇州大學(xué)，河北大學(xué)
研究內(nèi)容：
為了實(shí)現(xiàn)安全高效的光動力療法(PDT)，它是構(gòu)建具有智能“關(guān)/開”調(diào)制和增強(qiáng)的O2-生成納米酶的強(qiáng)大策略。在此，開發(fā)了一種H2O2響應(yīng)的納米酶用于磁共振(MR)成像和PDT，其中將大量金納米團(tuán)簇(Au NCs)裝入介孔二氧化硅中形成納米組裝，將二氧化錳（MnO2）納米片作為開關(guān)屏蔽殼(Au NCs@mSiO2@MnO2)。在中性的生理環(huán)境中，穩(wěn)定的二氧化錳殼消除了單線態(tài)氧(1O2)的生成，以關(guān)閉PDT和MR成像。然而，在酸性腫瘤微環(huán)境中，二氧化錳殼與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)，二氧化錳降解開啟了MR成像和PDT，生成的O2進(jìn)一步增強(qiáng)了PDT。因此，H2O2響應(yīng)的Au NCs@mSiO2@MnO2納米酶對MR成像和PDT具有良好的調(diào)控和增強(qiáng)能力，是一種很有前途的智能納米探針，具有安全、高效的治療前景。
示意圖1
要點(diǎn)一：
作者構(gòu)建了H2O2響應(yīng)的Au NCs@mSiO2@MnO2納米酶，用于關(guān)閉/開關(guān)調(diào)節(jié)MR成像和PDT。
要點(diǎn)二：
在中性環(huán)境下，MR成像和PDT被穩(wěn)定的二氧化錳殼層屏蔽。然而，在酸性腫瘤微環(huán)境中，內(nèi)源性過氧化氫與二氧化錳反應(yīng)，誘導(dǎo)Mn2+降解，開啟MR成像和PDT，表現(xiàn)出智能的關(guān)閉/開啟調(diào)節(jié)。
要點(diǎn)三：
生成的O2以及高1O2產(chǎn)量提高了PDT性能，制備的Au NCs@mSiO2@MnO2納米酶具有良好的MR成像。通過構(gòu)建MDA-MB-435荷瘤裸鼠，過氧化氫反應(yīng)的Au NCs@mSiO2@MnO2納米酶表現(xiàn)出良好的MR成像和腫瘤抑制作用。因此，設(shè)計的Au NCs@mSiO2@MnO2顯示了Mr成像和PDT的智能關(guān)閉/開調(diào)制，并將是一種強(qiáng)大的H2O2響應(yīng)關(guān)閉/開納米探針，用于安全和高效的治療。
圖1：(a?d) Au NCs@mSiO2; (e?h) Au NCs@mSiO2@MnO2; and (i?l) Au NCs@mSiO2 @MnO2 (H2O2)的TEM、STEM、高倍STEM和元素映射圖像。
圖2：(a)紫外?可見吸收光譜；(b)DLS曲線；(c)XRD模式；(d)XPS全光譜；(e)Mn2p區(qū)域Au NCs@mSiO2@MnO2的XPS光譜；(f)O 1s區(qū)域Au NCs@mSiO2@MnO2的XPS光譜。
圖3：(a)“關(guān)/開”調(diào)制和增強(qiáng)；添加不同濃度的過氧化氫的Au NC@mSiO2@MnO2的(b)紫外?吸收光譜；(c)T1加權(quán)MR成像；Au NC@mSiO2@MnO2（過氧化氫）和Au NC@mSiO2@MnO2的(d)縱向Mr松弛曲線；(e)測量RDPP熒光的O2生成能力；(f)測量DPBF吸光度的1O2生成能力。
圖4：細(xì)胞毒性，細(xì)胞內(nèi)1O2生成，MR成像和PDT。
圖5：在體內(nèi)MR成像和PDT。(a)T1加權(quán)MR成像小鼠靜脈注射Au NCs@mSiO2@MnO2；不同組小鼠(b)腫瘤體積變化曲線；不同組小鼠(c)體重變化曲線；不同組小鼠(d)照片；(e)不同組小鼠MDA-MB-435腫瘤的DAPI和TUNEL染色圖像。
參考文獻(xiàn)
Zhibin Yin,⊥ Qian Ji,⊥ Di Wu, Ziwei Li, Minfei Fan, Hongxin Zhang, Xiaolong Zhao, Aiguo Wu,* Liang Cheng,* and Leyong Zeng*, H2O2?Responsive Gold Nanoclusters @Mesoporous Silica @Manganese Dioxide Nanozyme for “Off/On” Modulation and Enhancement of Magnetic Resonance Imaging and Photodynamic Therapy, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 14928?14937.
