可伸縮鋅卟啉修飾硫化鉍納米系統(tǒng)用于腫瘤的高效光動力治療

　　生物兼容性好的無機納米材料常被用于構筑精密的納米系統(tǒng)，促進生物醫(yī)學應用，其獨特的光、聲、電、磁等特性能夠賦予納米系統(tǒng)卓越的疾病診斷與治療功能。硫化鉍（Bi₂S₃）納米材料具有優(yōu)良的生物兼容性、CT成像能力和近紅外光激發(fā)的光熱效應，然而，其光動力性能卻很少報道。另外，光生電子空穴的復合以及細胞對于氧自由基的防御能力極大程度降低了PDT效率。因此，開發(fā)能夠同時提高氧自由基產出并且能夠期削弱細胞對于氧自由基的防御能力的納米體系為腫瘤光動力治療提供了新思路。 

　　中國科學院長春應用化學研究所張海元研究員課題組設計制備了可伸縮鋅卟啉修飾的硫化鉍納米系統(tǒng)（BPZP），用于腫瘤的高效光動力治療。如圖，鋅原卟啉（ZP）分子被通過熱收縮高分子（P(NIPAM-co-AM)）連接于Bi₂S₃納米棒表面而形成BPZP。靈活的ZP分子可以結合HO-1酶的活性位點，削弱細胞抗氧化損傷的能力，而在近紅外光的照射下，Bi₂S₃納米棒生熱并收縮ZP分子至其表面，使得Bi₂S₃納米棒的導帶（CB）和價帶（VB）能級能夠與ZP分子的最高占據(jù)軌道（HOMO）和最低未占據(jù)軌道（LUMO）形成TypeII異質結構，導致電子和空穴在Bi₂S₃納米棒和ZP分子產生高效分離，從而促進活性氧物種的生成。這意味著，BPZP進入細胞后可先期削弱細胞對于氧自由基的防御能力，促進后期近紅外光激活的氧自由基的光動力殺傷性能，從而展現(xiàn)出良好的光動力治療效果，為設計高效的腫瘤光動力納米系統(tǒng)提供了新思路。以上研究成果發(fā)表在Adv. Mater.（Advanced Materials 2019, 31, 1806808）上，該研究工作得到了國家自然科學基金委和吉林省科學技術廳項目的支持。

（化學生物學實驗室)

BPZP納米系統(tǒng)的光動力性能增強示意圖