碳基纳米材料具有水溶性好、生物相容性高、原料简单易得等优点,因此,它们被广泛应用于生物医学领域。碳基纳米材料优异的光物理性质使其能够吸收特定波长的光来产生活性氧,进而用于肿瘤的光动力治疗。然而,当前应用于肿瘤治疗的碳基纳米材料产生的活性氧类型主要是Ⅱ型活性氧,对氧气的依赖较大,不利于以乏氧微环境作为主要特征之一的肿瘤的治疗,设计合成能够特异性产生Ⅰ型活性氧的碳基纳米材料将有利于提高其抗肿瘤治疗效率。 近日,澳门大学曲松楠教授和南方科技大学李凯副教授合作,以富电子的碳点作为电子供体,含吸电子基团的2,3-二氰基对苯二酚(DCHQ)作为电子受体,通过二次溶剂热的方法制备了供体-受体型超碳点(supra-CDs)。所制备的supra-CDs包含了作为电子供体的碳点组成的核心和作为电子受体的DCHQ组成的界面。 电子受体的引入促进了supra-CDs内部的电荷分离和电子转移,在光照条件下,电子能够从富电子的核心转移到界面,并进一步和周围的游离氧气反应产生超氧自由基;同时,光生空穴被稳定在supra-CDs的核心,氧化重要的生物底物,协同增强光动力抗肿瘤治疗效果。
与原料碳点相比,supra-CDs具有增大的纳米尺度的粒径,静脉注射后,其能够通过肿瘤组织特有的EPR效应靶向到肿瘤组织。光照下,通过超氧自由基和光生空穴的双重作用,supra-CDs不仅能够有效治疗小鼠肿瘤,还能激活小鼠体内的免疫反应,提高CD8+ T淋巴细胞和记忆T细胞的比例,预防肿瘤的复发和转移。该项工作提供了一种构建能够产生特定类型活性氧的碳基纳米材料的新策略,丰富了碳基纳米材料在生物医学领域的应用。 论文信息 Donor-Acceptor Type Supra-Carbon-Dots with Long Lifetime Photogenerated Radicals Boosting Tumor Photodynamic Therapy Xianming Zhang, Lingyun Li, Dr. Bingzhe Wang, Zhipeng Cai, Bohan Zhang, Feng Chen, Prof. Guichuan Xing, Prof. Kai Li, Prof. Songnan Qu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202410522