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聚集诱导发光材料与二维黑磷纳米片结合实现多模态诊疗

发布时间：2020-09-02 作者：harry 分享到：

**症作为威胁人类健康的重大疾病之一，已引起研究者的高度重视。在过去几十年取得的众多进展中，**症遗传学将**诊断和靶向**巧妙地整合到空间共定位的单一平台中，引起了基础研究和临床试验的**兴趣。与传统的小分子**相比，纳米尺度的**平台在实现更大的**效率和很小的脱靶毒性方面具有巨大的潜力。尽管如此，工程具有多重诊断成像和协同**症**综合功能的****性纳米平台仍然是特别具有挑战性的。先前开发的****系统显示出各自或共同的缺陷，包括诊断成像质量不满意、**负荷和存储稳定性低、固有成分的毒性和不可降解性，以及生产复杂性。在这种情况下，探索具有良好生物相容性、突出的诊断成像和**效果的多功能**性纳米平台对**症**的需求很大。在各种诊断成像技术中，荧光成像（FLI）以其**的选择性和敏感性、相对低廉的成本和良好的重现性，成为一种强大的非侵入式**症诊断工具。此外，一些荧光团被认为是一种非常**的光敏剂（PSs），可以用于光动力**（PDT），这是一种新兴的**症**方式，具有侵袭性小、副作用小、时空精度高、光控特性好等内在优势。考虑到它们**的特点，FLI与PDT在具有**空间共域的单一配方中的整合已被证明是一种**的**症****方案。在这个研究领域，特别感兴趣的是聚集诱导发射（AIE）-活性PSs。AIE指的是一种独特的光物理现象，即一组荧光团分子溶解在溶剂中是无发射或弱发射的，但在聚集体中表现出增强发射。AIE 发光剂具有特殊的性能，包括聚集物的高发射亮度、生物标本的高对比度成像以及**的光稳定性，是FLI的一种特殊替代品。黑磷（BP）纳米片作为2D材料的后起之秀，由于其光热转换效率高、表面积/体积比大、生物相容性好、生物降解性好等优越的物化性能，近年来在生物医学领域受到广泛关注。事实上，BP纳米片已经被证明是一种前所未有的携带嗜冷性物种的功能纳米模板，而构建的有机/无机纳米热激材料，表现出了良好的稳定性、高载药效率和多功能性。此外，BP纳米片独特的光热性能使其在光热疗法（PTT）中得到了**应用，在PTT中BP纳米片将光能转化为热疗，从而破坏**细胞。同时，作为一种温度敏感成像方式，光热成像（PTI）可以与PTT一起**地实现。另一方面，PDT与PTT的巧妙合作可以克服各自的缺点，实现协同效应，提高**效果，具有开创性。尽管上面提到了这些有趣的进步，就我们所知，这种系统尚未得到报道。

【成果简介】

近日，唐本忠院士团队设计了一种结合AIE PS和BP纳米片的新型多功能**诊断纳米平台。通过静电作用在BP纳米片表面涂上一层水溶性带正电荷的AIE PS（NH₂-PEG-TTPy），从而制备出了纳米平台BP@PEG-TTPy。这一策略不仅提高了BP纳米片的生物相容性和生理稳定性，而且赋予了该**性纳米平台在近红外区域的强荧光发射和PDT能力。体外和体内评估均显示，多功能BP@PEG-TTPy在近红外FLI-PTI双成像引导的PDT - PTT协同光疗的**症**学中表现良好。该成果以题为“Aggregation-Induced Emission Luminogens Married to 2D Black Phosphorus Nanosheets for Highly Efficient Multimodal Theranostics”发表在了Adv. Mater.上。

【图文导读】

图1 BP@PEG-TTPy纳米片的制备过程

图2 BP@PEG-TTPy的性能表征

A）样品的Zeta电位。

B-E）BP@PEG-TTPy的XPS光谱：总谱、P 2p、C 1s和N 1s光谱。

F-H）BP@PEG-TTPy的F）TEM、G）AFM图像和H）拉曼光谱。

I）样品的紫外-可见-近红外光谱。（I）中的插图：i-iii）以下照片：i）BP纳米片，ii）NH₂-PEG-TTPy和iii）BP@PEG-TTPy。

J）样品的荧光光谱。浓度：NH₂-PEG-TTPy（4 mg mL^-1），BP@PEG-TTPy-1（50μgmL^-1 BP NSs，4 mg mL^-1 NH₂-PEG-TTPy），BP@PEG-TTPy （100 µg mL^-1的BP纳米片，4 mg mL^-1的NH₂-PEG-TTPy）和BP纳米片（100 µg mL^-1）。激发波长：488nm。

K）在808 nm NIR激光照射下，不同BP浓度下PBS中BP@PEG-TTPy的光热加热曲线。

L）用808 nm NIR激光在五个开/关照射周期中BP@PEG-TTPy在PBS中的光热稳定性。

图3 4T1细胞中的细胞内ROS产生

A）以DCFH-DA作为指示剂，在白光和808 nm NIR激光照射下产生ROS。

B）DCFH-DA检测4T1细胞中的细胞内ROS产生。核用Hoechst 33342染色。

C）在有或没有白光（24 mW cm^-2）和808808 nm近红外激光（1 W cm^-2）照射10分钟情况下，在不同的BP和NH₂-PEG-TTPy处理4T1细胞后的相对存活率。* P <0.05，** P <0.01和*** P <0.001。

D）分别在预先安排的时间间隔用BP@PEG-TTPy、LysoTracker Green和MitoTracker Green进行共刺激后，对4T1细胞进行CLSM成像。

E，F）在用BP@PEG-TTPy和MitoTracker Green配色后，白光和808 nm近红外激光照射前（E）和（F）5分钟后线粒体形态的变化。

G）BP@PEG-TTPy的细胞内递送途径和协同抗****。

图4 体内成像和抗**作用的4T1-**小鼠

A）注射BP@PEG-TTPy后的小鼠延时近红外荧光检测。

B）注射BP@PEG-TTPy和PBS 24小时后，主要器官和**的延时近红外荧光图像。