三模态抗癌新策略：载阿霉素氧化铁纳米颗粒整合化疗与磁-光热协同治疗效应

　　本文综述了载阿霉素（DOX）的磁赤铁矿（γ-Fe2O3）纳米颗粒（MNPs）通过静电作用或二硫键功能化，实现高载药效率，在低剂量下联合磁热疗（MHT）、光热治疗（PTT）和局部化疗，通过酸性肿瘤环境触发pH敏感性DOX释放，显著增强肿瘤细胞杀伤并减少对健康细胞的毒性，为靶向低毒性癌症治疗提供新途径。

　　

2.1 纳米颗粒的合成与元素表征

通过共沉淀法成功制备了平均尺寸为14±4纳米的球形磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃）纳米颗粒（MNPs），并经X射线衍射（XRD）和拉曼光谱确认其立方尖晶石结构。颗粒表面用meso-2,3-二巯基琥珀酸（DMSA）功能化以提高稳定性。磁性测量显示其在300K下具有超顺磁性，饱和磁化强度与文献一致。紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）光谱证实了磁赤铁矿的特征吸收。

2.2 阿霉素功能化纳米颗粒的制备与表征

MNPs通过两种方式负载阿霉素（DOX）：静电相互作用（MNP±DOX）和二硫键连接（MNP-SS-DOX），载药效率分别为97.7%和75%。紫外-可见-近红外和拉曼光谱证实了DOX的成功负载。动态光散射（DLS）显示功能化后流体动力学直径和ζ电位变化轻微，但胶体稳定性良好。磁性分析表明功能化后饱和磁化强度略有增加，阻塞温度升高。交流磁化测量显示MNP-SS-DOX的磁热效应显著降低，而MNP±DOX保持较高加热能力。

2.3 溶液中的磁-光热效应与DOX释放

在安全剂量（AMF: 103kHz, 20mT; NIR激光: 808nm, 0.23W/cm2）下，MHT、PTT及联合治疗均能触发温度升高（8-19°C）和DOX释放。酸性pH（5.5）环境下释放率更高，尤其适用于肿瘤微环境。联合治疗显示协同效应，SAR值达225-245W/g_Fe。

2.4 细胞内药物递送与毒性评估

MCF-7细胞实验表明，MNPs具有良好的生物相容性，DOX负载后毒性显著降低。细胞内吞实验显示NPs有效内化，铁含量测定和透射电镜（TEM）证实细胞内分布。热治疗（MHT、PTT及联合）显著增强细胞毒性，48-72小时后存活率降至27-35%。

2.5 纳米颗粒在细胞内的结构与磁性稳定性

X射线吸收光谱（XAS）分析表明，细胞内MNPs保持结构完整性，仅略有聚集。磁性测量显示细胞内饱和磁化强度降低20%，但超顺磁性得以保留。交流磁热效应在细胞内显著降低，但MNP-SS-DOX因功能化抑制布朗弛豫而受影响较小。

2.6 三模态治疗的协同效应

联合MHT、PTT和化疗显示协同细胞毒性，24小时存活率降至50%，72小时后进一步降低。流式细胞术分析表明细胞死亡主要通过坏死和晚期凋亡，热疗驱动坏死而DOX诱导早期凋亡。

2.7 细胞死亡机制与药物定位

荧光成像显示热治疗后DOX从溶酶体释放并进入细胞核，证实药物的有效递送和核内作用。三维体积分析表明溶酶体与核分离，DOX核内积累增强。

2.8 讨论与结论

研究证实载DOX的MNPs通过三模态治疗实现高效肿瘤细胞杀伤，同时减少副作用。酸性pH和热触发释放增强靶向性，结构稳定性保障了治疗可靠性。该策略为临床转化提供了有力支持，有望推动低毒性癌症治疗的发展。

3 实验方法

详细描述了MNPs的合成、功能化、物理化学表征、细胞实验、热治疗参数及分析技术，包括XAS、流式细胞术和共聚焦显微镜等。所有实验均遵循标准 protocols，确保数据可靠性和可重复性。