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南科大李凯课题组在《德国应用化学》揭晓低温
来源:FTnews作者:YWYF日期:2020-10-17 浏览:166

近日,南方科技大学生物医学工程系副教授李凯课题组在小分子光热剂的机制研究及其在协同HSP70抑制策略的低温光热治疗的应用取得最新进展。研究成果以“Photoinduced Nonadiabatic Decay-guided Molecular Motor Triggers Effective Photothermal Conversion for Hyperthermia Cancer Therapy”为题发表于化学类国际顶尖期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。

南科大李凯课题组在《德国应用化学》发表低温光热疗法研究成果

光热疗法(PTT)已成为癌症治疗的重要研究方向,然而目前传统的PTT面临诸多局限,比如无机/有机光热剂(photothermal agents, PTA)合成复杂、激光功率密度依赖较高、高温PTT易造成正常组织损伤等副作用。因此,开发新型光热剂介导的低温(43℃)PTT策略具有重要意义。在本项工作中,课题组合理地设计出一种基于光诱导非绝热衰退(PIND)效应的新型有机小分子,并利用Apoptozole(Apo)对细胞热损伤修复蛋白HSP70的表达抑制作用,实现了808 nm激光器低功率密度下的43℃高效PTT肿瘤治疗。

南科大李凯课题组在《德国应用化学》发表低温光热疗法研究成果

图1.光诱导非绝热衰退(PIND)型有机小分子的光物理性质及其工作原理。

生物医学工程系、前沿与交叉科学研究院研究副教授倪侦翔介绍,此次研制的新型有机小分子是一种亚胺基分子马达,该类亚胺基分子马达在受到激光照射而跃迁到激发态时,会受到较强的分子内扭曲电荷转移(TICT)效应的影响,这种影响有助于其通过圆锥交叉(CI)过程,以非辐射衰退的方式释放能量回到基态,而此过程可被视为一种光诱导非绝热衰退(PIND)现象。相较于商业化探针ICG,该类激发态分子几乎无荧光的释放,因此能更完善地将光能转换成热能,实现高达90%的光热转换效率。

南科大李凯课题组在《德国应用化学》发表低温光热疗法研究成果

图2. C6TI/Apo-Tat NPs介导的低温PTT肿瘤治疗。(a) 808nm激光器(0.5 W cm-2)照射小鼠肿瘤部位随时间变化的温度曲线图;(b) 不同治疗组肿瘤大小随时间变化的肿瘤生长曲线;(c) 不同治疗组第14天解剖所得肿瘤照片;(d) 原位肿瘤组织切片的HSP70免疫组化和TUNEL染色分析,标尺= 100 μm 。

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