中科院纳米能源所李琳琳团队 Small：氧空位工程增强压电声动力学肿瘤治疗

2023-03-17 来源：高分子科技

随着纳米医学的发展，超声（US）介导的声动力治疗（SDT）由于较高的组织穿透性和生物安全性，在抗菌、恶性肿瘤、感染性疾病治疗中展示出广阔的应用前景。然而，传统无机声敏剂中声动力量子产率较低，电荷载流子（即电子-空穴对）的快速复合，导致了活性氧（ROS）的产生效率低下，极大地限制了SDT的治疗效果。

图1. 铁掺杂钨酸铋纳米片用于增强SDT的示意图。

前期工作中，中科院北京纳米能源与系统研究所李琳琳团队发现了无机压电半导体材料可以作为声敏剂用于SDT，通过压电（光）电子学效应促进电荷载流子的迁移和分离，提高ROS的产生（Nano Energy 2018, 46, 29; Nano Today 2021, 37, 101104; Nano Res. 2022, 15, 7304; ACS Nano 2022, 16, 9304；综述BMEMat 2023, DOI: 10.1002/bmm2.12006）。在此基础上，为了进一步提高SDT的治疗效果，李琳琳团队通过铁掺杂诱导氧空位的策略，制备了具有压电效应的钨酸铋纳米片（BWO-Fe NSs）用于增强的肿瘤SDT。与未掺杂的钨酸铋纳米片（BWO NSs）相比，铁掺杂诱导的氧空位将BWO-Fe NSs的带隙从2.65 eV缩小到2.25 eV，这意味着BWO-Fe NSs更容易被US激发。同时，在US刺激下，BWO-Fe NSs的压电效应可以进一步促进电荷载流子的迁移，从而产生更多的ROS以提高SDT效率。而且，铁掺杂和氧空位赋予了BWO-Fe NSs更高的Fenton反应活性，能够将肿瘤部位的内源性过氧化氢（H₂O₂）转化为羟基自由基（?OH），以放大细胞氧化损伤。动物实验表明，BWO-Fe NSs在US作用下具有较高的肿瘤抑制率，是一种高效的声敏剂。这种通过掺杂的方式将氧空位引入压电声敏剂中的策略可能为改善SDT提供了一条可行的方案。

图2. 铁掺杂钨酸铋纳米片的合成与表征。

该研究成果以“Enhanced Sonodynamic Cancer Therapy through Iron-Doping and Oxygen-Vacancy Engineering of Piezoelectric Bismuth Tungstate Nanosheets”为题发表在学术期刊《Small》上。论文共同第一作者为广西大学和中科院北京纳米能源所联合培养的丁一鸣博士和博士生赵运超，通讯作者为中科院北京纳米能源所李琳琳研究员。

论文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202300327

李琳琳课题组主页：https://www.x-mol.com/groups/lilinlin

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻