光響應(yīng)自推進(jìn)高分子納米馬達(dá),因高分子材料的生物相容性和光能的可遠(yuǎn)程無創(chuàng)穿透操作等優(yōu)勢,在生物醫(yī)藥領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。然而,當(dāng)前高分子在納米馬達(dá)中主要作為動(dòng)力引擎的載體,馬達(dá)運(yùn)動(dòng)主要由吸光重金屬或光催化劑以不對稱的方式負(fù)載于高分子納米載體上以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)光熱或光催化自推進(jìn)。具有能量轉(zhuǎn)換功能高分子引擎驅(qū)動(dòng)的人造有機(jī)納米馬達(dá)的組裝仍然具有極大的挑戰(zhàn)。
圖1. 納米沉淀制備偶氮苯基聚合物引擎驅(qū)動(dòng)光響應(yīng)高分子納米馬達(dá)示意圖及透射電鏡照片(標(biāo)尺是100 nm)
圖2. 偶氮苯基聚合物引擎驅(qū)動(dòng)光響應(yīng)高分子納米馬達(dá)的光響應(yīng)性質(zhì)表征(A-C)和自推進(jìn)運(yùn)動(dòng)表征(D-F)
圖3. 偶氮苯基聚合物引擎驅(qū)動(dòng)光響應(yīng)高分子納米馬達(dá)的體外(A:HepG2細(xì)胞和B:HepG2腫瘤細(xì)胞球)和體內(nèi)(C-D:小鼠實(shí)體瘤,C為無光照處理對照)腫瘤微環(huán)境滲透能力和載藥抗癌治療潛力(E-F,喜樹堿大分子抗癌活性物質(zhì)為高分子載荷)評估
該工作是閆熙博副教授課題組近期關(guān)于納米沉淀精確組裝智能高分子納米材料的最新進(jìn)展之一。具有能量轉(zhuǎn)換能力的高分子組件因其結(jié)構(gòu)靈活性賦予智能納米材料表現(xiàn)出高度的功能可編程性和生物相容性,適合于生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。在過去的兩年中,課題組利用可放大的連續(xù)納米沉淀技術(shù)制備了可編程光降解高分子引擎驅(qū)動(dòng)的有機(jī)膠體馬達(dá),可實(shí)現(xiàn)在任務(wù)完成后納米結(jié)構(gòu)完全解體,從而降低納米材料對環(huán)境和健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)(Chem Eng J 2022, 440, 135838);綜述了納米沉淀精確組裝復(fù)雜形貌高分子納米材料的進(jìn)展(Prog Polym Sci 2021, 120, 101429; Adv Colloid Interface Sci 2021, 294, 102474);最近,課題組通過納米沉淀制備的近紅外響應(yīng)的半導(dǎo)體聚合物引擎驅(qū)動(dòng)有機(jī)納米機(jī)器,可在腫瘤微環(huán)境中遠(yuǎn)程編程操控,從而在溫和光熱溫度下顯著提高低劑量載藥的抗癌效率(Small 2022, DOI: 10.1002/smll.202201525)。
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