Новый гидрогель с квантовыми точками демонстрирует улучшенную эффективность фототермического преобразования
Биомолекулярные материалы перспективны для фототерапии злокачественных опухолей. Однако современные супрамолекулярные биоматериалы страдают от плохого проникновения в ткани, недостаточного накопления в опухоли и, в особенности, игнорирования уникальных преимуществ хиральности, что значительно ограничивает их фототерапевтическую эффективность.
Ранее создание ближнеинфракрасных (NIR), откликающихся на циркулярно-поляризованный (CP) свет супрамолекулярных биоматериалов с превосходными хирально-оптическими свойствами и улучшенной фототерапевтической эффективностью оставалось сложной задачей.
В исследовании, опубликованном в Nano Today, группа под руководством профессора Чэнь Сюэюаня из Фуцзяньского института исследования структуры вещества (FJIRSM) Китайской академии наук разработала новый NIR-CP-откликающийся гибридный гидрогель на основе квантовых точек CuInSe2@ZnS (CISe@ZnS QDs) (QDs@L/D-Gel) для достижения значительно улучшенной терапевтической эффективности in vitro и in vivo при облучении 808-нм CP-светом.
Исследователи изготовили QDs@L/D-Gel, используя самосборку между CISe@ZnS QDs и аминокислотными прекурсорами. Полученный гидрогель продемонстрировал выраженную NIR хирально-оптическую активность (|gabs| до 1.3 × 10-2 и |glum| до 3.4 × 10-3), значительно улучшенную эффективность фототермического преобразования (PCE) в 43% и повышенную генерацию активных форм кислорода (ROS) при облучении 808-нм CP-светом.
Благодаря улучшенной фототерапевтической эффективности под действием NIR-CP света, высокому удержанию в опухоли (> 72 ч) и превосходной биосовместимости, исследователи наблюдали значительно усиленный фототерапевтический эффект (ингибирование опухоли = 83%) у мышей, обработанных QDs@L-Gel, после лечения NIR-CP светом без каких-либо токсических побочных эффектов. Этот результат превзошел эффективность идентичного материала, облученного линейно-поляризованным (LP) светом непосредственно от 808-нм лазерного устройства.
Кроме того, исследователи провели спектроскопию кругового дихроизма (CD), чтобы изучить супрамолекулярную конформацию полученных гибридных гидрогелей с QDs. Зеркально-симметричные CD-кривые L-Gel и D-Gel показали, что L-Gel и D-Gel были собраны из противоположных хиральных единиц, соответственно.
Это исследование предлагает инновационный взгляд на использование NIR-CP света для достижения более рациональной и эффективной фототерапии, что может ускорить клиническое внедрение биомолекулярных материалов для различных биомедицинских применений.