Adv. Funct. Mater.：具有光热效应的中空金纳米星及其可控的表面修饰用于补充疗法

【背景介绍】

金纳米颗粒由于其固有的特性，例如生物相容性、稳定性和可调的光学性能受到了广泛的关注。尤其是由表面等离子体共振（SPR）引起的强烈的光吸收是很有研究价值的，而吸收的能量可以通过Landau阻尼效应转化为热量。在期望的近红外区域金纳米颗粒的吸收能力使其成为光热治疗（PTT）最有力的的候选者。但是，使用金纳米颗粒在补充治疗中构建一个纳米平台仍然是一个巨大的挑战。

【成果简介】

近日，来自北京化工大学的徐福建教授和赵娜娜副教授（共同通讯）团队使用牺牲模板法合成了具有封装金帽（星形Au @ SiO 2）的独特的中空二氧化硅纳米结构，乙醇胺官能化的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（BUCT-PGEA）刷通过表面诱发的原子转移自由基聚合被可控的由星形的Au@SiO₂ 纳米颗粒表面转移到到星形的 Au@SiO₂-PGEA。金帽与交叉腔的光热效应可用于PTT中。

【图文导读】

图1 Au @ SiO2-PGEA纳米复合材料制备及其补充疗法相关过程示意图

将相同的星形PbS纳米颗粒作为牺牲模板共享，将固定的金纳米孔和中空二氧化硅纳米结构纳入一个纳米结构，同时，二氧化硅涂层保证金纳米帽在水溶液中的高分散性，达到光热效果

图2 光热治疗中的TEM图像、光热图像及温度图

a）PbS  b) PbS-Au  b′) 帽状Au   c) 星形PbS-Au@SiO₂   d) 星形 Au@SiO₂   e) 球形PbS-Au@SiO₂   f) 球形Au@SiO₂ 的TEM图像

g）在808 nm（2W cm^-2）的NIR照射下，水和星形Au@SiO₂-PGEA2的水溶液的温度变化曲线

用808nm激光（2W cm^-2）照射600s的具有星形Au@SiO₂ -GGEA2（2.38mg mL^-1,120μL）的C6荷瘤小鼠的 h）光热图像 i）温度图

图3 电泳迁移率延迟测定和AFM图像

a）在不同N/P比下，球形Au@SiO₂-PGEA1、球形Au@SiO₂-PGEA2、星状Au@SiO₂-PGEA1和星状Au@SiO₂-PGEA2的pDNA复合物的电泳迁移率延迟的测定

与原始Au @ SiO2-PGEAs相比，不同N/P比的Au@SiO₂-PGEAs/pDNA的 b）粒径和c）ζ电位

d）星形Au@SiO₂纳米颗粒的AFM图像

e）Au@SiO₂-PGEA2纳米复合物 和 f）Au@SiO₂-PGEA2/pDNA复合（N/P=15）

图4 经处理染色后小鼠肿瘤的分析曲线

a）分别经PBS（G1）、星状Au@SiO₂-PGEA2 / p53（G2）、DOX@星形Au@SiO₂-PGEA2（G3）、星状 Au@SiO₂-PGEA2 + NIR（G4）、DOX@星状Au@SiO₂-PGEA2 + NIR（G5）和DOX@星状Au@SiO₂-PGEA2 / p53 + NIR（G6）处理后切除的小鼠肿瘤体积随时间变化的曲线和有代表性的图片

经多次治疗12天后解剖肿瘤的 b）免疫组织化学图像  c）H＆E染色图像，比例尺：20μm

【总结】

本文成功地合成了具有封装金帽（星形Au@SiO₂）的中空纳米结构。采用星状PbS纳米颗粒作为牺牲模板，以形成星形中空囊和金帽的交叉腔。所得的星状Au@SiO₂ -GGEA表现出比普通球形类似物更好的基因转染性能。利用独特的金纳米胶片的光热特性和二氧化硅纳米星的中空特征，可以实现互补PTT/GT /化疗。目前的工作提供了一个多功能的模型系统，通过光热金帽、空心纳米针和聚阳离子刷的合理整合来制造补充疗法的理想平台。

文献链接：Hollow Nanostars with Photothermal Gold Caps and Their Controlled Surface Functionalization for Complementary Therapies（Adv. Funct. Mater.,2017,DOI: 10.1002/adfm.201700256）

本文由材料人生物材料组李伦供稿，材料牛编辑整理。

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