研究目的
开发一种热力学癌症治疗模式,利用光子NIR-II激光照射触发的热不稳定引发剂产生的与氧无关的自由基,在常氧和缺氧条件下实现有效癌症治疗。
研究成果
该研究成功建立了一种光子热力学治疗策略,采用AIPH@Nb2C@mSiO2纳米颗粒在近红外二区激光照射下产生不依赖氧气的自由基,从而在体外有效杀死癌细胞,在体内完全根除肿瘤且无复发,显示出高生物安全性及多模态成像引导治疗的潜力。
研究不足
该研究在临床转化的可扩展性方面可能存在局限,潜在的长期毒性尚未充分评估,且纳米平台在人体应用中还需进一步优化。
1:实验设计与方法选择:
研究设计了一种核壳纳米结构(Nb2C@mSiO2)来封装AIPH引发剂,利用Nb2C MXene的光热特性实现热触发自由基生成。方法包括合成、表征以及体内外实验。
2:样本选择与数据来源:
使用4T1乳腺癌细胞和荷瘤小鼠模型。数据来自实验室实验,包括细胞培养、动物研究和多种成像技术。
3:实验设备与材料清单:
包括透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱仪、电子自旋共振(ESR)仪、流式细胞仪、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、红外热像仪、光声成像系统以及电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)。材料涉及Nb2AlC MAX相陶瓷、HF、TPAOH、CTAC、TEOS、AIPH、POBN、ABTS、DCFH-DA、Calcein-AM、PI、Annexin V-FITC及各种检测试剂。
4:实验流程与操作步骤:
通过HF刻蚀和TPAOH剥离法制备Nb2C纳米片,包覆介孔二氧化硅并负载AIPH??构馊刃阅懿馐?、自由基生成实验、细胞摄取研究、细胞毒性检测、凋亡分析、活体成像及小鼠治疗效果评估。
5:数据分析方法:
采用统计学分析细胞活力,流式细胞术检测凋亡,ESR检测自由基,紫外-可见光谱测定吸光度,成像软件对光声和荧光信号进行定量分析。
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Electron Spin Resonance Spectrometer
Bruker X-band A200
Bruker
Used to detect free radicals generated from the nanoparticles.
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Transmission Electron Microscope
Used for imaging and characterizing the nanostructures, such as Nb2C nanosheets and Nb2C@mSiO2 NPs.
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X-ray Photoelectron Spectrometer
Used to determine the chemical composition of the nanoparticles.
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UV-Vis Spectrophotometer
Used for absorbance measurements and quantification of AIPH loading.
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Flow Cytometer
Used for analyzing cell apoptosis and cellular uptake.
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Confocal Laser Scanning Microscope
Used for intracellular imaging and free radical detection.
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Infrared Thermal Camera
Used to monitor temperature changes during photothermal experiments.
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Photoacoustic Imaging System
Used for in vitro and in vivo PA imaging.
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Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer
ICP-OES
Used for pharmacokinetic and metabolism studies by detecting Nb and Si concentrations.
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1064 nm NIR-II Laser
Used for photothermal triggering and free radical generation.
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