文献：Stimuli responsive PEGylated bismuth selenide hollow nanocapsules for fluorescence/CT imaging and light-driven multimodal tumor therapy

文献链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/bm/c9bm00351g/unauth

作者：Lihong Sun, Qian Li,Lei Zhang,Huihui Chai, Ling Yu, Zhigang Xu, Yuejun Kang and Peng Xue

相关产品：

巯基-聚乙二醇 SH-PEG

原文摘要：Stimuli-responsive therapeutic nanosystems exhibit enhanced selectivity and higher biosafety for cancer theranostics via recognizing exogenous or endogenous tumor-associated factors. Herein, we developed a multifunctional nanocomplex (Bi2Se3@PEG/DOX/Ce6 nanocapsules, or BPDC NCs in brief) which was constructed by loading chlorin e6 (Ce6) and doxorubicin (DOX) into PEGylated hollow bismuth selenide nanocapsules. Upon administration of BPDC NCs, composite laser irradiation can effectively activate the local hyperthermia generation and the yield of cytotoxic reactive oxygen species (ROS). In another aspect, on-demand drug release can be triggered in a mild acidic tumor microenvironment or by thermal shock. Moreover, imaging and navigation with respect to infrared thermography, computed tomography (CT) and fluorescence imaging may potentially monitor the biodistribution of BPDC NCs, thanks to the local hyperthermia generation, fluorescence emission of Ce6 and high Z-element of bismuth. Finally, we demonstrated tumor site-specific photothermal therapy (PTT), photodynamic therapy (PDT) and chemotherapeutic effects for highly efficacious tumor suppression with minimized systemic toxicity. Taken together, these findings indeed provide insights that can broaden the application of Bi2Se3 nanocapsules for cancer management and precision medicine.

SH-PEG（巯基-聚乙二醇）是一种具有特定结构和功能的有机化合物，SH-PEG可以用于制备抗体药物、疫苗等生物医药制品，为医学研究提供新的研究方向。SH-PEG还可以作为药物载体，将药物定向输送到目标组织或细胞中，提高药物的生物利用度和效果。基于中空介孔Bi2Se3纳米胶囊（NCs）的多功能纳米制剂平台，用于荧光/CT双峰成像和Chemotherapy /光热/光动力联合Treatment cancer症。在PVP的存在下，通过控制的自蚀刻反应合成了Bi2Se3 NCs。利用Ce6组分的独特特性，BPDC NCs不仅可以用于外部激发的荧光成像，揭示体内生物分布，还可以用于靶向PDT。

图为：介孔中空BPDC nc作为多功能生物医学平台的合成路线方案。

SH-PEG在中空介孔Bi2Se3@PEG NCs制备中的应用：

Bi2O3 NPs首先是基于之前的方法作为模板合成的。具体来说，将Bi（no3）3·5h2o（0.186g）分散在硝酸溶液中。然后，在磁性搅拌的条件下，将氢氧化钠和EG依次导入到上述溶液中。然后，将混合物转移到带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中保持。用去离子水净化，最终得到Bi2O3 NPs。随后，利用先前获得的Bi2O3 NPs和铋前驱体，基于水热过程制备了bi2se3nc。简单地说，将抗坏血酸和Na2SeO4粉末溶解在去离子水中，然后与Bi2O3 NP分散体混合。然后将混合物转移到不锈钢高压釜中保持。所得产物用去离子水纯化，真空加热。为了结合聚乙二醇，将Bi2Se3 NCs分散在去离子水中，然后在超声作用下加入 SH-PEG。搅拌混合物，离心，去离子水洗涤，去除未偶联的SH-PEG。获得的中空介孔Bi2Se3@PEGnc在去离子水中重新分散，并保存以供进一步使用。

图为：(a) Bi2O3 NPs、(b) Bi2Se3 NCs和(c) BPDC NCs的透射电镜图像（比例尺： 50 nm）；(d) N2吸附-解吸等温线和(e)Bi2Se3NCs相应的孔径分布；(f)Bi2Se3NPs的XRD谱；（g-i）Bi2Se3NCs的XPS表征：(g)(h)Bi4f和(i) Se 3d的全谱和核心水平谱的调查。

结论：BPDC nc通过分析FT-红外光谱显示了构建块的主要特征峰，验证了合理的设计和成功的合成。根据TGA计算出Bi2Se3和PEG在Bi2Se3@PEG NCs中的重量比例，表明PEG与Bi2Se3 NCs有效结合。S6c†).BPDC NCs的荧光光谱显示DOX和Ce6同时存在某处特征发射峰，表明这两种Treatment 分子都成功加载。DOX和Ce6的荧光强度在加入NCs后均略有下降，这可以解释为由于它们以聚集状态存在而导致的荧光自猝灭。合成的BPDC NCs在NIR区域具有较强的光吸光度，BPDC NCs作为PTT光热剂具有良好的潜力。BPDC NCs可以很好地分散在去离子水、PBS和DMEM中，并且在孵育内没有观察到明显的聚集，验证了它们在临床应用中可接受的稳定性和分散性。