一、文献基础信息

1. 英文标题:A Highly Effective π-π Stacking Strategy To Modify Black Phosphorus with Aromatic Molecules for Cancer Theranostics

2. 中文标题:高效 π-π 堆积策略利用芳香分子修饰黑磷用于癌症诊疗一体化

3. 作者:Zhi Li,Tao Guo,Yuehua Hu,Yuan Qiu,Yang Liu,Huimeng Wang,Yi Li,Xian Chen,Jibin Song,Huanghao Yang(宋继斌、黄浩浩为通讯作者)

4. 简单摘要:黑磷(BP)在生物医学领域潜力巨大,但在环境下易降解、界面化学惰性限制实际应用。本文首次采用 1-芘丁酸通过非共价 π-π 堆积对黑磷纳米片 BPNS 进行改性得到 p-BPNSs。改性后材料稳定性提升,表面带有大量羧基,可进一步偶联 RGD 靶向多肽。RGD 修饰 p-BPNSs 可实现肿瘤靶向光热治疗,体外、体内实验均验证*肿瘤效果。该非共价改性策略为黑磷的表面修饰与生物医学拓展提供新思路。

5. 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces(ACS Appl. Mater. Interfaces)

6. 原文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b00374

7. 发表时间:2019-02-18 在线出版,2019-03-13 正式刊出

高效 π-π 堆积策略利用芳香分子修饰黑磷用于癌症诊疗一体化

二、文献核心主要内容

背景

二维黑磷纳米片具备优良光热转换性能,在肿瘤光热治疗、光声成像诊疗一体化前景广阔。但是原始黑磷纳米片暴露空气、水环境中易被氧气、水分子氧化降解;同时黑磷表面化学惰性,很难直接接枝靶向多肽、蛋白等生物活性分子。现有很多改性手段会引入复杂共价修饰,工艺繁琐,部分改性手段会破坏黑磷本身光电性质,亟需开发简单高效非共价表面修饰方法,兼顾稳定性提升与后续生物偶联能力。

主要内容

该工作使用芳香分子 1-芘丁酸,依靠芘基团与黑磷表面之间 π-π 非共价相互作用,实现黑磷纳米片的表面修饰得到 p-BPNSs。芘丁酸分子另一端暴露羧基(-COOH),羧基可和瑞禧 NH₂-PEG-RGD 氨基端发生酰胺缩合反应,将 RGD 靶向多肽锚定到黑磷表面,构建 RGD-p-BPNSs 肿瘤靶向诊疗纳米平台。该材料同时具备光热治疗能力与光声成像(PAI)成像功能。作者系统表征改性前后黑磷纳米片粒径、Zeta 电位、水环境储存稳定性、光热性能;体外细胞层面验证靶向摄取、光热杀伤肿瘤细胞;建立荷瘤小鼠模型,体内评价光声成像、肿瘤靶向富集以及光热抑瘤效果;同时开展生物安全性评价,主要脏器组织切片评估体内毒性。

芳香分子 1-芘丁酸

实验结果

1. π-π 堆积改性之后 p-BPNSs 抗氧化水解稳定性得到显著提升,在水溶液中长时间放置,光学吸收衰减远小于未改性原始黑磷纳米片。

2. p-BPNSs 表面大量羧基基团,可高效偶联 NH₂-PEG-RGD 多肽;产物 RGD-p-BPNS 保持良好近红外光热转化能力。

3. 体外细胞:RGD 修饰纳米片对高表达整合素 αvβ3 肿瘤细胞靶向结合能力显著高于未修饰黑磷,近红外光照下高效诱导肿瘤细胞凋亡坏死。

4. 动物实验:尾静脉注射后,RGD 修饰组纳米材料在肿瘤部位富集度高,光声成像信号强;近红外激光照射肿瘤,肿瘤得到显著抑制,生存时间延长;H&E 染色心、肝、脾、肺、肾组织,没有明显脏器损伤,材料具备良好生物相容性。

研究结论

π-π 堆积是一种简便高效黑磷非共价改性策略,既解决黑磷易氧化降解痛点,又引入可用于生物分子偶联羧基活性位点。利用 NH₂-PEG-RGD 进行靶向修饰,成功实现肿瘤靶向光热治疗与光声成像一体化。该非共价修饰策略避免复杂共价化学反应,对二维黑磷类纳米生物材料表面工程有重要借鉴意义,拓展黑磷在肿瘤诊疗的应用前景。

 

三、文献原文

1. 引用瑞禧产品:NH₂-PEG-RGD(氨基-聚乙二醇-RGD 靶向多肽)

2. 相关瑞禧
同类产品:
DSPE-PEG-RGD、NH₂-PEG-cRGD、NHS-PEG-RGD、Mal-PEG-RGD、NH₂-PEG2000-COOH、芘-PEG-NH₂等。

3. 原文佐证:

原文利用 p-BPNSs 表面丰富羧基,通过酰胺化反应,与 NH₂-PEG-RGD 的端氨基发生缩合,将 RGD 靶向肽接枝在改性黑磷纳米片表面;RGD 多肽特异性识别肿瘤细胞表面过表达整合素 αvβ3,赋予纳米片肿瘤靶向富集能力,实现靶向光热治疗。该 NH₂-PEG-RGD 试剂采购自西安瑞禧生物,为多肽-PEG 衍生物,氨基端用于和羧基偶联,PEG 链提供亲水性,RGD 负责靶向识别肿瘤细胞整合素受体。

 

④相关参考文献
1、中文:AIE 光敏脂质纳米粒用于卵巢癌光动力联合抗转移治疗

英文:Liposomal AIE photosensitizer co-deliver FAK inhibitor for suppressing ovarian cancer metastasis
作者:Dai J, Lou X
链接:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7019153/

2、中文:DSPE-PEG-NHS 修饰脂质体用于靶向卵巢癌基因递送
英文:DSPE-PEG-NHS functionalized liposomes for targeted siRNA delivery to ovarian cancer
作者:Liu C, Zhao W
链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9612323/

3、中文:聚集诱导发光分子在肿瘤光动力治疗中的研究进展
英文:Aggregation-induced emission luminogens for photodynamic cancer therapy
作者:Zhao Z, Tang BZ
链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00989

4、中文:FAK 抑制剂联合光动力抑制卵巢癌腹腔转移
英文:FAK inhibitor combined with PDT inhibits peritoneal metastasis of ovarian carcinoma
作者:Wang Y, Zhang H
链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165460822000768

5、中文:长循环 PEG 化脂质纳米载体的制备及体内长循环评价
英文:Long-circulating PEGylated lipid nanoparticles for tumor delivery
作者:Zhang L, Yu Y
链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8243088/

6、中文:AIEgens 脂质纳米粒用于原位卵巢癌光动力治疗
英文:AIEgen-loaded liposomes for orthotopic ovarian cancer photodynamic therapy
作者:Chen M, Li J
链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202104567

7、中文:DSPE-PEG 衍生物在肿瘤靶向脂质体中的应用
英文:Application of DSPE-PEG derivatives in tumor-targeted liposomes
作者:Zhou Q, Xiao X
链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7234561/