pH响应型碳点-金属有机凝胶纳米载体：可见光触发化学-光动力癌症治疗与靶向给药新策略

　　本研究开发了一种基于铁基金属有机凝胶（MOG）的pH响应型纳米载药系统，通过可见光（450 nm）触发芬顿反应（Fenton-type reaction）并协同负载5氟尿嘧啶（5 FU）实现靶向化疗-光动力联合治疗。系统兼具生物成像（碳点/CDs）功能，在酸性肿瘤微环境中可控释药，显著降低毒副作用，为精准癌症治疗提供创新平台。

　　

章节亮点

引言

当今时代，癌症仍是全球最紧迫的健康挑战之一。尽管诊断、预防和治疗方法不断进步，全球癌症发病率和死亡率仍在持续上升¹。癌症治疗经历了重大演变，从传统的广谱方法转向更加个性化和靶向的治疗策略²。历史上，癌症治疗主要依赖三种方法：手术、化疗和放疗。虽然有效，但这些方法往往伴随显著的副作用。

材料

叶酸（FA）、5氟尿嘧啶（5 FU）药物、苯三羧酸（H₃BTC）、过氧化氢（H₂O₂；50 wt.%）、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）、DCFH-DA和碘化丙啶（PI）购自Sigma Aldrich。氢氧化钠（NaOH）、九水合硝酸铁（Fe(NO₃)₃·9H₂O）盐和对苯二酚购自E. Merck。实验全程使用去离子水（DI）。盐酸（HCl）、乙酸（CH₃COOH）、乙醇和甲醇购自商用供应商。

材料合成与结构分析

碳点（CDs）通过水热法合成。随后通过一锅法制备金属有机凝胶（MOGs），将金属盐溶液和配体溶液直接混合。最后，将CDs和5 FU药物负载于MOG中，该复合体系可稳定保存数月【图1】。

结构表征

XRD图谱分析用于确认CD、MOG和CD-MOG的制备成功，如图2（i）所示。CD的粉末XRD（PXRD）图谱显示出一个宽且嘈杂的反射中心，表明其无定形碳结构。MOG的图谱显示出明确的晶体衍射峰，证实其金属有机框架的有序结构。CD-MOG复合物则兼具两者的特征峰，表明成功复合。

结论

我们成功合成并表征了一种新型铁基MOG作为靶向特异性、pH响应型药物载体。在药物释放后，该系统在450 nm光刺激下还能通过芬顿反应（Fenton-type reaction）摧毁癌细胞。CDs通过水热法制备，MOG和CD-MOG复合材料则通过简单凝胶化过程制备，并通过XRD、XPS、SEM等多种技术进行表征。