Fluolab【JACS】有效提升NIR触发的光化学动力学疗法, 三元异质结
总结
研究开发了一种三元NaGdF4:Yb,Tm-TiO2:F-Fe3O4异质纳米晶体（HNCs），通过双异质结策略显著提升了近红外（NIR）触发的光化学动力学疗法（PCDT）的效果。该纳米晶体在体内外实验中表现出显著的活性氧（ROS）生成能力，有效诱导肿瘤细胞凋亡。
摘要
本研究提出了一种基于晶面外延生长策略的三元异质纳米晶体（HNCs），通过氟掺杂的TiO2（TiO2:F）作为“桥梁”，实现了NaGdF4:Yb,Tm上转换纳米晶体（UCNC）和Fe3O4亚单元的外延生长。NIR光照射下，UCNC亚单元将吸收的NIR光能量传递给TiO2:F亚单元，促进其内部电子-空穴对的生成。由于TiO2:F和Fe3O4之间的不同功函数，电子从TiO2:F转移到Fe3O4，进一步增强了Fe3O4的芬顿催化性能，同时提高了TiO2:F的光催化氧化性能。体内外实验表明，该NIR-PCDT剂在肿瘤治疗中表现出显著的ROS生成能力，有效诱导肿瘤细胞凋亡。
研究结果分类展示
合成与表征
- 合成方法：通过氟掺杂的TiO2（TiO2:F）作为“桥梁”，实现了NaGdF4:Yb,Tm上转换纳米晶体（UCNC）和Fe3O4亚单元的外延生长。
- 表征方法：利用高角环形暗场扫描透射电子显微镜（STEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和能量色散X射线光谱（EDS）对纳米晶体进行表征。
能量传递机制
- 电子转移：NIR光照射下，UCNC亚单元将吸收的NIR光能量传递给TiO2:F亚单元，促进其内部电子-空穴对的生成。
- 功函数差异：由于TiO2:F和Fe3O4之间的不同功函数，电子从TiO2:F转移到Fe3O4，增强了Fe3O4的芬顿催化性能。
体内外实验
- 体外实验：在CT26肿瘤细胞中，NIR-PCDT剂表现出显著的肿瘤细胞杀伤效率，ROS生成能力显著高于对照组。
- 体内实验：在CT26肿瘤小鼠模型中，NIR-PCDT剂在肿瘤部位的富集能力显著，治疗效果显著优于对照组。
这项研究展示了三元异质纳米晶体在提升近红外触发的光化学动力学疗法中的巨大潜力，为肿瘤治疗提供了新的思路和方法。详细信息可以在这里找到。