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經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，納米診療醫(yī)學(xué)已能夠?yàn)椴∪颂峁﹤€(gè)體化的醫(yī)療服務(wù)，并且將大大提高病人的生存率和生活質(zhì)量。眾所周知，大多數(shù)納米粒子會(huì)在網(wǎng)狀內(nèi)皮組織系統(tǒng)中富集，導(dǎo)致其只能經(jīng)肝膽代謝緩慢而低效排出體外。然而，腎清除的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于肝膽代謝。因此，制備一種具有腎清除性質(zhì)的多功能納米探針顯得格外重要。超小的流體動(dòng)力學(xué)直徑是納米粒子能否通過(guò)腎清除快速排出體外的關(guān)鍵，但是如何使一個(gè)超小的納米粒子同時(shí)擁有診斷和治療的功能至今仍是一大難題。

最近，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所電分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王振新課題組合成了一種pH激活的鐵-沒食子酸配位聚合物納米點(diǎn)(Fe-CPNDs)，它不僅具有超小的流體動(dòng)力學(xué)直徑(5.3 nm)和電中性的表面，而且還表現(xiàn)出卓越的光熱性質(zhì)和pH響應(yīng)的核磁增強(qiáng)特性(NatureCommunications2015, 6： 8003-8011)。該研究團(tuán)隊(duì)提出的合成方法不僅簡(jiǎn)單而且可以大規(guī)模制備。所選用的原料也是安全無(wú)毒的，并且是經(jīng)FDA批準(zhǔn)使用的。制備的Fe-CPNDs納米點(diǎn)具有良好的單分散性，AFM和TEM表明納米點(diǎn)的平均粒徑為(1.49 ± 0.21) nm(如圖1所示)。

圖1 Fe-CPNDs的合成示意圖及相應(yīng)的表征。

Fe-CPNDs具有超小的流體動(dòng)力學(xué)直徑和酸性解離的性質(zhì)。將Fe-CPNDs注入荷瘤小鼠后，F(xiàn)e-CPNDs首先大量富集到腫瘤中，在腫瘤酸性環(huán)境下被激活，其核磁信號(hào)也將得到增強(qiáng)，最后經(jīng)過(guò)腎臟從體內(nèi)完全排出(如圖2所示)。此外，F(xiàn)e-CPNDs也表現(xiàn)出非常好的光熱性質(zhì)，是一種非常有潛力的光熱試劑?；铙w實(shí)驗(yàn)表明，該納米點(diǎn)不僅能通過(guò)EPR效應(yīng)富集在腫瘤中，而且還能通過(guò)光熱治療有效抑制腫瘤的生長(zhǎng)(如圖3所示)。這種pH響應(yīng)的配位聚合物納米點(diǎn)是一種很有潛力的多功能診療試劑。

與傳統(tǒng)的多功能納米探針相比，該團(tuán)隊(duì)首次利用Fe3+、GA和PVP之間的配位鍵自組裝合成了一種具有腎清除特性的納米點(diǎn)，這種納米點(diǎn)同時(shí)兼具成像與治療的功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)e-CPNDs是一種安全高效而且可以大規(guī)模生產(chǎn)的納米診療藥物，在成像指導(dǎo)的癌癥治療領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用前景，并且具有未來(lái)臨床轉(zhuǎn)化的潛力。上述工作得到國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973項(xiàng)目, No.2011CB935800)的資助。

圖2 瘤內(nèi)注射和靜脈注射Fe-CPNDs后老鼠不同器官的MRI圖

圖3 基于Fe-CPNDs的光熱性質(zhì)表征及相應(yīng)的裸鼠活體治療