金修饰Fe3O4@PEG纳米立方体作为光热治疗剂：体外研究揭示其协同磁-光热抗癌效应

为解决传统癌症疗法选择性差、副作用大的问题，研究人员开发了具有磁-光热双功能的Fe3O4@Au@PEG核壳纳米颗粒。通过系统表征和细胞实验证实，该材料在808 nm激光下可实现高达2277.8 W/g的比吸收率(SAR)，对A375癌细胞杀伤效率达67%，同时保持正常细胞较高存活率，为肿瘤精准治疗提供新型多功能纳米平台。

　　

癌症治疗领域长期面临治疗选择性和副作用控制的重大挑战。据统计，2024年全球新增癌症病例将达2000万例，传统化疗和放疗在杀伤癌细胞的同时往往对正常组织造成不可逆损伤。光热治疗(PTT)作为一种新兴疗法，通过近红外(NIR)光激活光热剂产生局部高热特异性杀伤肿瘤，但其核心瓶颈在于缺乏兼具高效光热转换、生物相容性和靶向性的纳米材料。

针对这一难题，某研究机构Grabowska-Jadach Ilona团队设计开发了金修饰的磁性纳米立方体Fe₃O₄@Au@PEG，通过巧妙的核壳结构整合磁响应性与等离子体效应。研究人员采用种子介导生长法构建40 nm Fe_{34立方体核心，通过PDDA(聚二烯丙基二甲基氯化铵)介导的层层自组装技术沉积金纳米颗粒，最终分别用末端为羟基(-OH)和氨基(-NH2)的硫醇化PEG(聚乙二醇)进行表面修饰，获得两种功能化纳米颗粒。}

研究采用动态光散射(DLS)监测粒径分布，紫外-可见光谱追踪表面等离子体共振(LSPR)红移，透射电镜(TEM)验证形貌特征。通过PT100传感器实时监测808 nm激光照射下的温升曲线计算比吸收率(SAR)。选用A549(肺癌)、A375(黑色素瘤)等四种细胞系，通过MTT法评估细胞毒性和光热疗效。

材料表征结果显示：

1. 金壳生长使LSPR峰从520 nm红移至715 nm，实现NIR区强吸收；
2. PEG修饰后纳米颗粒在培养基中保持稳定，Zeta电位分别为-10.8 mV(PEG-OH)和-12.0 mV(PEG-NH₂)；
3. TEM证实获得单分散立方体结构，磁分离实验显示90秒内完全沉降。

光热性能测试发现：

1. 1 mg/mL浓度下，PEG-NH₂修饰样品SAR达2277.8 W/g，显著高于同类研究；
2. 75 μg/mL工作浓度经2分钟照射可使溶液升温至61.4°C，满足肿瘤消融需求。

细胞实验证实：

1. 48小时孵育后，所有细胞系存活率>60%(125 μg/mL时A375最低为45%)；
2. PTT处理后，A375癌细胞存活率骤降67%，而正常MRC-5细胞仅降低45%，显示选择性杀伤；
3. PEG-NH₂修饰版本在所有癌系中疗效更优，推测与其抗蛋白冠(anti-fouling)特性相关。

该研究创新性地通过界面工程调控纳米颗粒生物相互作用，证实Fe₃O₄@Au@PEG-NH₂能协同发挥磁靶向与光热治疗优势。其重要意义在于：① 突破传统光热剂缺乏磁导航的局限，为诊疗一体化提供新思路；② 表面化学修饰策略为纳米材料生物相容性优化提供范式；③ 使用低成本化学法实现高重现性制备，具有临床转化潜力。论文发表于《Biomedicine》期刊，为下一代肿瘤精准治疗技术开发奠定基础。