J. Am. Chem. Soc. | 铱的 “迈达斯之触”: 第二近红外聚集诱导发射活性金属剂,用于乳腺癌的特殊光热疗法

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分享一篇发表在JACS上的文章,文章标题是:“The Midas Touch by Iridium: A Second Near-Infrared Aggregation-Induced Emission-Active Metallo-Agent for Exceptional Phototheranostics of Breast Cancer”,通讯作者是来自深圳大学材料学院的王东教授,他的主要研究方向是近红外二区纳米生物材料的开发。


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癌症是全球人类健康的重大威胁,传统的治疗方法包括手术、放疗和化疗等对于病人机体的伤害较大。相比之下,基于光的诊断和治疗策略能够实现实时、原位诊断,无侵入性,且不会存在耐药性,已经被证明是优秀的癌症治疗策略。相比于传统的可见光范围(400-700 nm)和第一近红外区域(NIR-I, 700-900 nm)荧光的光诊断剂,具有第二近红外(NIR-II,1000-1700 nm)成像能力的光诊断剂由于光子散射和吸收的显著减少,因此拥有更深的穿透和更高的时间-空间分辨率。但传统的NIR-II的光诊断剂的荧光量子产率较低,难以用于治疗。因此作者希望能够开发出新的可用于癌症治疗的NIR-II光诊断剂。


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铂族金属的Pt和Ru由于其丰富的光化学和光物理活性,已经被用于开发成NIR-II光诊断剂。而同属于铂族的Ir具有比Ru(II)更高的自旋轨道耦合常数,在光激发条件下能够产生更多的ROS,拥有更大的应用潜力。作者通过将聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)活性 N^N 辅助配体DPTPz与 Ir(III)结合,构建了一种新的基于Ir(III) 的金属光诊断剂DPTPzIr,并表征了其光物理性质和化学结构。


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由于DPTPzIr疏水性较强,为了能够将其用于生物体内,作者结合两亲的DSPE-mPEG2000,通过沉淀法制备了纳米颗粒DPTPzIr NPs,并证明其具有AIE活性,能够诱导产生ROS,且荧光量子产率较高。作者随后通过体外实验证明了DPTPzIr NPs活性:在黑暗条件下无论DPTPzIr NPs还是配体DPTPz NPs都没有明显的暗毒性,然而,在 808 nm 激光照射5分钟后,随着DPTPzIr NP浓度的增加,4T1细胞的存活率明显下降,当浓度增加到100 μM时,细胞存活率下降到10%以下。


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最后作者使用4T1乳腺荷瘤小鼠评估了DPTPzIr NPs 的体内抗肿瘤疗效。注射DPTPzIr NPs后,用808 nm激光照射小鼠36 h,治疗期持续15天。结果显示DPTPzIr NPs + L实验组的肿瘤在治疗后第3天完全消失,第15天未发现肿瘤复发。而对照组的肿瘤生长迅速,第15天肿瘤体积达到初始体积的10倍左右,表明DPTPzIr NPs在激光照射下具有优异的抗肿瘤效果。

总之作者开发出一种基于AIE活性配体和Ir(III)的新型光诊断剂,为未来的癌症治疗提供了新的策略。


本文作者:ZBY
责任编辑:WFZ
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15150
文章引用:10.1021/jacs.4c15150




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