多功能一氧化碳发生器用于化疗增敏和抗炎

注：文末有本文科研思路分析

一氧化碳作为一种功能多样的气体分子在生物医用领域具有重要潜力。例如，其能够有效增强肿瘤细胞对化疗药物如阿霉素等的敏感性，同时对热疗引发的炎性反应具有明显的抑制作用。然而，直接使用气态一氧化碳并不合适，其与体内血红蛋白的结合会影响正常的氧气运输。尽管小分子一氧化碳供体等的研究为一氧化碳的生物医用提供了思路，但复杂的制备及难以精确控制的释放过程仍限制一氧化碳的体内应用。

武汉大学张先正教授（点击查看介绍）团队开发的光控一氧化碳纳米反应器很好地弥补了上述缺陷。其中，部分氧化的硫化锡纳米片作为光催化剂，可以在特定波长的激光照射下实现二氧化碳到一氧化碳的可控还原，达到精确控制气体产生的目的。其独特的片层状结构也为化疗药物阿霉素的运载提供了便利。与此同时，材料展现出良好的光热转化性能，可以用于肿瘤细胞的光热治疗。此外，cRGD靶向肽序列的引入进一步增强了材料对肿瘤细胞的靶向能力。体外、体内实验充分证明了该纳米反应器在肿瘤化疗增敏，热疗及抗炎方面的多重作用。

这一成果近期发表在ACS Nano上，文章的第一作者是武汉大学的博士研究生王世博和张成。

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A Versatile Carbon Monoxide Nanogenerator for Enhanced Tumor Therapy and Anti-Inflammation

Shi-Bo Wang, Cheng Zhang, Zhao-Xia Chen, Jing-Jie Ye, Si-Yuan Peng, Lei Rong, Chuan-Jun Liu, Xian-Zheng Zhang

ACS Nano, 2019, 13, 5523-5532, DOI: 10.1021/acsnano.9b00345

导师介绍

张先正

https://www.x-mol.com/university/faculty/13628

科研思路分析

Q：这项研究最初是什么目的？或者说想法是怎么产生的？

A：如上所述，我们的研究目的是寻求一种体内可控的一氧化碳产生材料来实现肿瘤增敏化疗和抗炎。光催化材料的生物医用是我们课题组的方向之一，利用二氧化碳的光催化还原被证明是一种可行的一氧化碳产生方式。我们希望对光催化材料进行合理的改性及功能化，来达到体内应用的目的。

Q：这项研究遇到哪些挑战？

A：本研究遇到的挑战主要是对光催化材料的筛选，我们希望材料在尽可能廉价易得、制备方便的同时，能实现一氧化碳的可控产生，同时又能兼顾载药及热疗等功能。

Q：该研究成果有哪些重要应用和启示？

A：该研究证明了光催化材料在抗肿瘤及抗炎等领域具有独特的优势，同时利用多肽和高分子材料对无机纳米材料的修饰也为其生物医用提供了良好的帮助。但是需要注意的是，尽管我们在此实现了一氧化碳的可控产生，但是可见光的穿透性不足仍是限制其在体内应用的一大障碍。因而发展具有近红外及红外光响应催化材料来实现更深层次的体内应用将是未来的发展方向之一，也是目前我们关注的焦点。