亮点评述
CJChE丨大连理工大学 裴尧、王然、孙文等: 异靛蓝纳米颗粒用于光声成像引导的肿瘤光热治疗
文章信息
Isoindigo nanoparticles for photoacoustic imaging guided tumor photothermal therapy
Yao Pei (裴尧), Ran Wang (王然), Xiang Rong (荣想), Xiang Xia (夏祥), Hexiang Wang (王鹤详), Zongwei Zhang (张宗魏), Tian Qiu (邱添), Saran Long (龙飒然), Jianjun Du (杜健军), Jiangli Fan (樊江莉), Wen Sun (孙文), Xiaojun Peng (彭孝军)
Volume 72, August 2024, Pages 19-25
https://doi.org/10.1016/j.cjche.2024.05.010
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Chinese Journal of Chemical Engineering
研究背景
PTT被认为是一种先进的治疗方式，能够提供无创、精确、快速的疾病诊断和治疗，可以通过调控外部激发光源的光剂量和光热试剂的浓度，降低毒副作用，使周围健康组织损伤最小化。PTT的治疗手段是通过PTAs来实现的，采用对应波长的激发光照射PTAs，PTAs将吸收的光能转化为热量，使局部组织温度升高，当超过肿瘤细胞承受的温度阈值（42 ℃）时，杀伤肿瘤细胞。治疗过程中，光热效应会促进周围组织的扩张，产生超声波，转化为光声成像信号。PAI具有高分辨率和组织穿透深度，可以对病灶部位实时成像，实现精准的光热治疗。
PTAs在光热治疗过程中扮演重要的角色，承担着将光能转换为热量的责任，其选择问题尤为重要。以降低活性氧和荧光量子产率，提高光热转换效率为出发点，合理设计开发高效的PTAs。PCE是评估PTAs的关键因素。除此之外，理想的PTAs还应具备：1）光热稳定性：经过激发光照射能够多次升温、重复治疗，不易发生光降解；2）生物相容性：PTAs在作用后应能被组织及时清除，具有低的毒副作用；3）靶向能力：PTAs良好的靶向能力可以有效的在病灶部位富集实现精准治疗。
异靛蓝衍生物的非辐射跃迁能力使其适用于作光热试剂。但目前相应报道较少，并且异靛蓝类光热试剂多以聚合物方式存在，存在合成方式较为复杂，光热转换效率普遍较低等问题。
成果展示
本文以异靛蓝作为分子中心，在对称两端引入甲氧基偶联的三苯胺基团，合成目标分子。根据分子内运动增强光热性能，其中异靛蓝作为电子受体，降低能量带隙，增强摩尔消光系数，甲氧基偶联的三苯胺基团作为电子供体及转子，增强非辐射跃迁，提高光热转换能力，同时N原子上的烷基链防止分子堆积，形成D-A-D型分子结构。采用DSPE-PEG2000作为纳米壳层，通过纳米共沉淀法将分子封装成纳米颗粒，提高生物相容性和靶向能力。通过EPR效应靶向和滞留肿瘤细胞，当PAI显示纳米颗粒富集到最大浓度时，采用对应波长激发光进行照射，纳米颗粒将光转化为热量，肿瘤部位温度升高，杀伤肿瘤细胞，最终达到光热治疗的目的。实验结果显示，纳米颗粒具有高的光热转换效率（67%）和优异的光热稳定性，在四次光热循环实验中均未发生降解，并实现光声成像介导的肿瘤光热治疗，展现出优异的肿瘤抑制效果。
图文导读
小分子的吸收在600 nm左右，包裹成纳米颗粒后并未发生明显改变。
体外光热性能检测出优异的升温效果和光热稳定性，光热转换效率为67%。
细胞实验中，纳米颗粒展现出优异的细胞杀伤能力。
活体抑瘤实验中，通过光声成像判断纳米颗粒通过EPR效应富集肿瘤浓度最大时间后进行治疗，展现出显著的抑瘤效果，并具有良好的生物相容性。
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