含可伸缩锌卟啉的硫化铋纳米系统用于肿瘤的高效光动力清除

来源：X一MOL资讯

生物兼容性好的无机纳米材料常用于构筑精密的纳米系统，促进生物医学的应用，其独特的光、声、电、磁等特性能够赋予纳米系统卓越的疾病诊断与治疗功能。硫化铋（Bi2S3）纳米材料具有优良的生物兼容性、CT成像能力和近红外光激发的光热效应，然而其光动力性能却很少报道。围绕Bi2S3纳米材料精密构筑的纳米系统将有可能赋予Bi2S3纳米材料优良的光动力特性，显著提升其对癌症的诊断和治疗能力。

中国科学院长春应用化学研究所的张海元研究员课题组设计制备了含可伸缩锌卟啉的硫化铋纳米系统（BPZP），用于肿瘤的高效光动力清除。锌原卟啉（ZP）分子通过热收缩高分子（P(NIPAM-co-AM)）连接于Bi2S3纳米棒表面而形成BPZP。灵活的ZP分子可以结合HO-1酶的活性位点，削弱细胞抗氧化损伤的能力，而在近红外光的照射下，Bi2S3纳米棒生热并收缩ZP分子至其表面，使得Bi2S3纳米棒的的导带（CB）和价带（VB）能级能够与ZP分子的最高占据轨道（HOMO）和最低未占据轨道（LUMO）形成Type2能级异质，导致电子和空穴在Bi2S3纳米棒和ZP分子产生高效分离，从而促进活性氧物种的生成（图1）。这意味着BPZP进入细胞后可先期削弱细胞对于氧自由基的防御能力，促进后期近红外光激活氧自由基的光动力杀伤性能，从而展现出良好的光动力治疗效果。相关研究发表于近期的Advanced Materials，为设计高效的肿瘤光动力纳米系统提供了新思路。

图1. BPZP纳米系统光动力性能增强的示意图

该论文作者为：Yan Cheng, Yun Chang, Yanlin Feng, Hui Jian, Xiaqing Wu, Runxiao Zheng, Keqiang Xu, Haiyuan Zhang

原文

Bismuth Sulfide Nanorods with Retractable Zinc Protoporphyrin Molecules for Suppressing Innate Antioxidant Defense System and Strengthening Phototherapeutic Effects

Adv. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adma.201806808

张海元教授简介

张海元，2005年毕业于中科院长春应用化学研究所并获博士学位，2005-2013年先后在美国韦恩州立大学医学院、伦斯勒理工学院生物与跨学科研究中心和加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所从事博士后和研究助理工作，2014年回到中科院长春应用化学研究所任博士生导师和研究员，入选中科院“百人计划”A类择优；研究方向着重于纳米材料生物效应及安全性、纳米诊疗一体化系统设计、新型光热光动力癌症治疗体系的构建及纳米材料调控下的干细胞定向分化与组织工程；研究领域涉及纳米生物学、化学生物学、药物化学、无机化学、生物化学和细胞生物学等多学科交叉方向；以通讯作者和第一作者身份在国际顶级学术期刊，如Adv. Mat.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed、ACS Nano、Nano Lett.、Adv. Sci.、Small 等，发表研究论文60余篇，申请发明专利10余项，多次受邀参加国内外学术会议并作大会报告和邀请报告，研究成果被C&EN、AZoNano、Nanowerk、Science Daily和ChemistryViews等科技媒体醒目报道和重点推送；获得多项国家及省级自然科学基金和人才基金的支持，曾获吉林省科技进步一等奖，担任中国毒理学会纳米毒理学专业委员会委员和吉林省生物物理学会理事。