研究目的
探索以Ti2C为基础的MXene作为癌症治疗中光热疗法(PTT)的新型、高效且具有选择性的试剂。
研究成果
经PEG修饰的层状剥离Ti2C是一种高效且具有选择性的光热治疗剂,展现出优异的光热转换效率、良好的生物相容性,且在高达37.5 μg mL-1浓度下对非恶性细胞影响极小。该材料能在癌细胞中诱导活性氧生成,产生协同光动力/光热效应。其应用剂量显著低于其他MXene基治疗剂,在生物医学领域极具应用前景。
研究不足
该研究仅限于体外实验,未进行体内验证。Ti2C_PEG在生物介质中的稳定性表现出一定的浓度依赖性,其对癌细胞的选择性机制尚需进一步探究。潜在副作用及长期毒性尚未充分评估。
1:实验设计与方法选择:
研究采用HF蚀刻法从Ti2AlC MAX相合成Ti2C MXene,用DMSO进行剥离处理,并通过PEG进行表面修饰。采用SEM、HREM、ESCA-XPS、DLS和zeta电位测量进行表征。通过MTT法、DCF-DA染色、CLSM、配备EsB探测器的SEM、UV-vis-NIR光谱仪及Pt100传感器测温评估体外细胞毒性、ROS水平、共聚焦成像、细胞摄取和光热效率。使用808 nm近红外激光评估PTT效果。
2:样本选择与数据来源:
使用人源细胞系A375(皮肤恶性黑色素瘤)、HaCaT(永生化角质形成细胞)、MCF-7(乳腺癌)和MCF-10A(正常乳腺上皮细胞)。起始材料为Kanthal公司(Sandvik AB集团)提供的商用Ti2AlC。
3:实验设备与材料清单:
SEM(LEO 1530,蔡司)、HREM(PHILIPS CM 20)、ESCA-XPS(Microlab 350,赛默飞世尔)、DLS(马尔文Zetasizer Nano ZS)、UV-vis-NIR光谱仪(Jasco V-730)、Pt100温度传感器、808 nm近红外激光器、共聚焦显微镜(Olympus FV10i)、MTT试剂、PEG(Sigma-Aldrich)、HF(Sigma Aldrich)、DMSO、细胞培养基(DMEM、PBS)及Sigma-Aldrich提供的各类化学品。
4:0)、ESCA-XPS(Microlab 350,赛默飞世尔)、DLS(马尔文Zetasizer Nano ZS)、UV-vis-NIR光谱仪(Jasco V-730)、Pt100温度传感器、808 nm近红外激光器、共聚焦显微镜(Olympus FV10i)、MTT试剂、PEG(Sigma-Aldrich)、HF(Sigma Aldrich)、DMSO、细胞培养基(DMEM、PBS)及Sigma-Aldrich提供的各类化学品。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括HF蚀刻Ti2AlC、洗涤、DMSO剥离及PEG修饰。表征手段包含SEM、TEM、XPS、DLS和zeta电位分析。生物学实验涉及细胞培养、MTT检测活性、DCF-DA检测ROS、CLSM与SEM成像,以及激光照射下的光热测试与温度监测。
5:数据分析方法:
通过SEM图像定量分析薄片尺寸,XPS分析化学成分,DLS测定粒径分布,zeta电位评估稳定性,MTT法检测570 nm吸光度评估活性,荧光强度测定ROS,温度数据结合Roper等方法计算光热转换效率。
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获取完整内容-
Scanning Electron Microscope
LEO 1530
Zeiss
Examining morphologies of Ti2C MXene and 2D flakes
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X-Ray Photoelectron Spectrometer
Microlab 350
Thermo Electron
Analysis of chemical groups on surface
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Zetasizer
Nano ZS
Malvern Instruments
Measuring size distribution and zeta potential
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UV-Vis-NIR Spectrometer
Jasco V-730
Jasco
Recording absorption spectra
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Confocal Microscope
Fluoview Olympus FV10i
Olympus
Taking confocal images for cellular analysis
-
High-Resolution Transmission Electron Microscope
PHILIPS CM 20
PHILIPS
Investigating layered structure of 2D flakes
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Temperature Sensor
Pt100
Measuring temperature changes during irradiation
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NIR Laser
808 nm
Irradiation for photothermal therapy
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Thermal Imaging Camera
FLIR
Visualizing temperature after irradiation
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