光機所利用近紅外激光實現靶向腫瘤治療

　　近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究員劉軍課題組取得科研新進展，實驗中采用黑磷量子點復合材料作為雙模成像引導用試劑，在近紅外激光的誘導下，可對葉酸受體（FR）過度表達的腫瘤實現靶向可視化協同殺傷治療。相關成果發表于Nanophotonics（DOI: https://doi.org/10.1515/nanoph-2019-0506）。

　　黑磷量子點具有光吸收與光熱轉化效率高、生物兼容性好等優異特性，并且在生物體內可以降解為對人體有益的磷酸根，無長期生物毒性，這是其它材料所無法比擬的。因此，黑磷量子點在生物醫學領域（如光熱治療、光動力治療、載藥治療等方面）極具應用潛力，受到廣泛關注。

　　研究團隊成功制備了黑磷量子點復合材料（FA-PEG@BPQD@DOX）。制備過程（見圖1）分三步：（1）采用溶劑熱方法制備尺寸為~5nm的黑磷量子點；（2）利用葉酸配體（FA-PEG）對黑磷量子點表面進行修飾；（3）載入化療藥物阿霉素。

　　黑磷量子點復合材料實現對FR過度表達的腫瘤精準殺傷的機理如下（見圖2）：復合材料表面的靶向分子FA可以特異性地識別腫瘤細胞表面的FR葉酸受體；采用808nm的近紅外激光進行激發誘導，實現光熱-光動力-化療三重殺傷效果。黑磷量子點在近紅外激光誘導下，可迅速升溫至40℃以上，具有第一重的光熱殺傷效果，并產生對腫瘤細胞有害的單線態氧，具有第二重的光動力治療效果，阿霉素具有第三重的化療效果。

　　研究團隊通過對離體癌細胞以及活體小鼠進行體內外實驗，證實該黑磷量子點復合材料具有高效的光殺傷作用，在精確的腫瘤部位具有光觸發和熱誘導的藥物釋放作用，并通過光聲及光熱成像實現了可視化協同腫瘤治療，可以有效地清除裸鼠體內的腫瘤。此外，黑磷量子點復合材料具有良好的生物相容性，對非癌組織無明顯損傷。這一近紅外激光誘導的基于黑磷量子點復合材料的治療方法，為實現靶向腫瘤治療提供了一種新方案。

　　相關研究得到國家自然科學基金以及上海市楊帆計劃的支持。

圖1 黑磷量子點復合材料制備過程

圖2 黑磷量子點復合材料抗癌機理圖