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清华团队开发高效化学动力学治疗纳米催化剂用于肿瘤治疗

网12月14日电 Id体育投注材料学院赵凌云副教授团队与化学系危岩教授团队利用高温热分解反应快速制备铁离子掺杂的钯基纳米晶(Fe0.037Pd0.963),得到的纳米晶具有优异的芬顿反应催化效率(Vmax= 1.69 × 10−9M s−1),分子动力学模拟表明,Fe2+介导芬顿反应效率的提升来自于晶体中Pd原子对双氧水中H原子的强烈排斥作用,进一步表面化学修饰可以高效担载抗肿瘤药物多柔比星(Adriamycin),化学动力学疗法联合化学治疗可以实现肿瘤的高效杀伤。

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图1.铁离子掺杂的钯基纳米晶制备过程及抗肿瘤示意图

藉由芬顿反应或类芬顿反应将肿瘤微环境中双氧水转变为具有高毒性的羟基自由基(·OH),同时不需要额外的外部作用使得化学动力学疗法成为一种有效调节肿瘤微环境实现肿瘤治疗的新型策略。虽然肿瘤微环境中双氧水浓度通常高于正常组织,但是其不足以支持持续产生足量的·OH实现肿瘤的杀伤。因此体外递送额外双氧水或芬顿反应催化剂成为解决这一难题的方案,但是递送介质的脱靶和大量催化剂带来的毒性往往导致治疗的低效性和严重的毒副作用,所以从源头上设计具有高催化效率的、高生物相容性的纳米催化剂成为潜在的解决方案。

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图2. 铁离子掺杂的钯基纳米晶体内抗肿瘤效果评价

上述研究成果以“超灵敏铁掺杂钯纳米晶用于化疗联合化学动力学纳米治疗”(Ultra-Sensitive Iron-Doped Palladium Nanocrystals with Enhanced Hydroxyl Radical Generation for Chemo-/Chemodynamic Nanotherapy)为题,12月4日在线发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。Id体育投注化学系2020级博士生谢文升为论文的第一作者,材料学院赵凌云副教授、Id体育投注化学系危岩教授为共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金等项目支持。

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202107518

供稿:材料学院

标题图设计:曾仪

编辑:李华山

审核:郭莉莉 吕婷

2021年12月14日 16:04:48

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