科学家提议使用碳涂层磁铁矿纳米团簇进行协同癌症治疗

中国科学院合肥物质科学研究院(HFIPS)的王辉教授与林文初教授和钱俊超副教授最近报道了一种近红外(NIR)-II响应碳涂层由磁共振成像引导并能够结合光热和化学动力学疗法(CDT)的氧化铁纳米团簇，用于协同癌症治疗。

成果发表在《中国科学资料》上。

作为一种有前途的治疗策略，CDT以其操作简单、副作用小等特点成为肿瘤研究的热点。CDT的基本原理是纳米酶激活细胞内芬顿反应，导致对癌细胞有毒的羟基自由基的过量产生。磁铁矿纳米晶由于具有非侵入性成像能力和良好的生物相容性，被广泛用作芬顿试剂。然而，磁铁矿纳米晶体的铁磁性和易氧化性导致纳米酶的胶体不稳定，限制了成像引导的癌症治疗在实际应用中的应用。

在这项研究中，研究人员使用一步溶剂热法通过调整磁铁矿纳米晶体的团簇结构和碳涂层，生产出在NIR-II(1,000–1,100nm)具有光吸收的碳包覆磁铁矿纳米团簇(CCMNCs)。

“CCMNCs具有超顺磁性和快速分离磁响应，使它们能够用作T2加权MRI的造影剂，”团队负责人王辉说。

他进一步解释了CCMNC的运作方式。Fe2+和Fe3+存在于肿瘤微环境中CCMNCs的溶解中。Fe2+在细胞和小鼠体内原位产生·OH，进而通过CDT效应杀死癌细胞并抑制肿瘤生长。Fe3+可降低细胞内谷胱甘肽水平并增强·OH引起的有害作用，从而提高CDT效率。

他们得出结论，CCMNCs可以有效吸收NIR-II辐射并将其转化为细胞毒性热，从而提高肿瘤CDT效率并产生协同治疗效果。