广谱肿瘤靶向治疗的高性能石墨烯量子点研究方面取得了重要进展

广谱肿瘤靶向治疗的高性能石墨烯量子点研究方面取得了重要进展


2019年2月1日，先进功能材料发表了上海交通大学物理与天文学学院钟晓霞教授及其合作者发表的论文《以石墨烯量子点为靶向的癌症：荧光量子产率、稳定性和细胞选择性》。本文着重研究了叶酸受体靶向性在肿瘤中的高发光效率（qys 77%），在稳定性（90mw/cm2，6h）和热稳定性（90c，6h）的石墨烯碳量子点的制备和靶向机制方面取得了重要进展。

特异性肿瘤识别和靶向肿瘤治疗作为肿瘤治疗领域的一个热门课题，受到物理学、材料学、生物学、医学等众多学科的广泛关注，叶酸（维生素B9）分子作为蛋白质和核酸合成的重要原料，广泛参与细胞代谢。由于需要快速增殖，叶酸受体在肺癌、乳腺癌、卵巢癌、白血病、血液肿瘤等实体瘤表面广泛过度表达，而其在相应正常细胞表面的表达很低，甚至被忽视，因此，根据叶酸受体表达的差异在癌细胞与正常细胞之间，荧光标记物与抗肿瘤药物与叶酸分子耦合对肿瘤的靶向识别和治疗是肿瘤靶向识别和治疗的重要研究方向。

然而，叶酸固有的低溶解性（25 C，1.6 ug。ml-1）和低荧光量子效率（qys:0.5%）严重阻碍了它的实际应用，同时传统的有机荧光分子与叶酸、抗癌药物结合也具有稳定性差、光热分解容易的特点，半导体量子点（如CdS、CdSe、Cd等Te等）具有良好的光稳定性和较高的荧光量子效率，但其重金属毒性也严重限制了其应用。

图2。石墨烯叶酸量子点的透射电镜成像、表达不同叶酸受体的肿瘤细胞的定量荧光分析和荧光成像（fr:folate receptor）

因此，钟晓霞教授及其合作者开发了以叶酸为前驱体的石墨烯碳量子点，该量子点具有高水溶性、高发光效率（qys 77%）、良好的光稳定性（90mw/cm2，6h）、热稳定性（90c，6h）和叶酸受体靶向性，发现石墨烯量子点具有高的水溶性、高发光效率（qys 77%）、高的光稳定性（90mw/cm2，6h）、高的热稳定性（90c，6h）和高的叶酸受体靶向性。对不同类型的骨髓正常干细胞、乳腺癌和卵巢癌细胞具有良好的靶向选择性和荧光标记特性，叶酸受体表达水平不同，且无生物细胞毒性，进一步发现新型石墨烯量子点可以靶向和结合肿瘤细胞。尽管仍被叶酸受体介导的内吞机制所介导，但并不是通过蝶呤-叶酸受体结合模式来介导，蝶呤在石墨烯量子点表面的裂解导致了蝶呤与癌细胞表面的叶酸受体的特异性结合和蝶呤的靶向选择性。在癌细胞中。

本研究为肿瘤的靶点识别和治疗提供了一种稳定且生物相容的石墨烯量子点。可广泛应用于靶向荧光标记、靶向给药、靶向光动力疗法、光热疗法等生物医学领域。

本研究由钟晓霞教授牵头，与上海交通大学附属第九人民医院副院长陈先峰教授、何杰教授合作，澳大利亚昆士兰理工大学科斯蒂亚（Ken）奥斯特里科夫教授提供了重要的理论指导，张清博士是第一位论文的研究工作由国家自然科学基金（11675109）资助。

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