近日，安徽医科大学生物医学工程学院钱海生教授课题组在制备生物医学材料领域取得了新进展。课题组成功制备了UCNPs@AgBiS2（NaYF4:Yb/Er/Nd@NaYF4:Nd@AgBiS2）核壳纳米颗粒新材料，材料展现出对肿瘤生长明显抑制的作用，在近红外光照射下显示了增强的光热转化和良好的ROS生产能力，实现了PTT/PDT协同治疗肿瘤的效果。相关研究成果于1月10日以《Upconversion nanoparticles@AgBiS2 core-shell nanoparticles with cancer-cell-specific cytotoxicity for combined photothermal and photodynamic therapy of cancers》为标题，发表于国内著名学术期刊《生物活性材料（Bioactive Materials）》（IF: 14.593）（Bioactive Materials, 2022, 1, 10.1016/j.bioactmat.2022.01.010.）。该论文第一作者为安徽医科大学博士生储召友，钱海生教授、王华教授和夏晓平教授为共同通讯作者。
光热增强光动力疗法已经被认为是有效的和非侵入性的癌症治疗方式。热效应可以在适当的水平下增加肿瘤内的血液流动，运输更多的氧气进入肿瘤，即使在严重缺氧实体肿瘤中也能产生协同或联合治疗结果。课题组前期发展了一种制备金属硫化物以及硫化物包覆其它纳米结构的方法（ACS Nano 2021, 15,11428; ACS Nano 2020, 14, 14919; Chemical Engineering Journal, 2020, 397, 125488; Chemical Engineering Journal 2020, 381, 122630; Chemical Engineering Journal 2019, 375, 121927; Applied Catalysis B: Environmental 2018, 224, 854-862）。课题组研究发现，利用该方法制备的化学稳定性特别强的AgBiS2空心纳米结构具有弱类过氧化物酶（POD）活性，在体内/体外实验对肿瘤细胞表现出差异性毒性，并且基于优异的光热转换能力，对肿瘤细胞具有优异的治疗效果（ACS Nano, 2020, 14, 14919−14928.）。
该项研究中，钱海生课题组克服了晶格不匹配的问题，成功制备了UCNPs@AgBiS2核壳纳米颗粒。基于Nd3+离子和AgBiS2之间的交叉驰豫能量传递途径，UCNPs可以通过改变Nd离子的掺杂浓度，从而增强AgBiS2的光热转换能力，将UCNPs@AgBiS2的光热转换效率从14.7%调整到45.0%。此外，当内核中Nd离子的掺杂浓度为1%时，UCNPs会产生强烈的上转换发射，这会激发AgBiS2壳层产生用于癌细胞光动力治疗的ROS（如图所示）。同时，体外/体内实验表明，UCNPs@AgBiS2通过PTT和PDT的结合获得了满意的治疗效果。证明UCNPs@AgBiS2纳米颗粒是优良的光热剂和光敏剂，可用于高效PTT协同PDT。
这项工作得到了国家自然科学基金（52172276，U20A20379）、安徽省转化医学研究院重点项目（2021zhyx-B15）和省属高校领军骨干人才项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.01.010