近日，中科院合肥研究院强磁场中心王辉研究员团队、林文楚研究员团队与健康所钱俊超副研究员团队在具有磁共振导向成像的癌症药物协同治疗研究中取得新进展。相关结果发表在国际期刊SCIENCE CHINA Materials上。
近年来，化学动力学疗法（CDT）因其操作简单、副作用低而成为有前途的癌症治疗策略。CDT的基本原理是利用纳米酶激活细胞内芬顿反应，产生有毒的羟基自由基，进而达到杀伤癌细胞的作用。而磁铁矿纳米晶体作为最常见的纳米酶之一，由于其无创成像能力和良好的生物相容性，被广泛用作芬顿试剂。然而，磁铁矿纳米晶体的铁磁性和较低的光学吸收波长特性导致纳米酶的胶体稳定性较差、红外辐射穿透度较低，从而限制了其在成像导向的癌症治疗中的实际应用。
针对这一现状，研究团队以调控磁铁矿纳米晶体的团簇结构与碳膜包覆为出发点，采用一步溶剂热法高效率制备出在近红外二区（1000-1100nm）具有光学吸收的碳包覆磁铁矿纳米簇(CCMNCs)。该CCMNCs的尺寸分布约为58nm， 由多个磁铁矿纳米晶体（16.8nm）和薄碳层外壳（1.19nm）组成。CCMNCs展现了超顺磁性和快速的磁响应性，实现了磁共振成像导向的肿瘤原位检测。此外，CCMNCs可以在细胞和老鼠体内原位产生·OH，进而通过CDT效应杀死癌细胞和抑制肿瘤生长。CCMNCs所含的多价铁元素可以降低细胞内谷胱甘肽（GSH）水平，增强·OH引起的有害影响，从而提高CDT效率。重要的是，CCMNCs可以有效地吸收NIR-II辐射并将其转化为局部热量，增强肿瘤的CDT效率和产生协同治疗作用。
合肥研究院王辉研究员、林文楚研究员、钱俊超副研究员为论文共同通讯作者，硕士生林叶丰、张少波、周可为论文共同第一作者。该研究工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、合肥研究院院长基金、中国科学院合肥大科学中心协同创新培育基金，强磁场安徽省实验室方向性基金等项目的资助。
论文链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-022-2389-5
图1.CCMNC用于MR成像、NIR诱导的PTT、CDT和协同治疗的示意图。