调控锑纳米颗粒尺寸增强近红外光响应及抗肝癌细胞活性的研究

本研究通过配体引导生长策略成功合成具有高光热转换效率（PTCE 59.3%）的锑纳米颗粒（Sb NPs），通过尺寸调控（40-70nm）实现吸收峰从520nm红移至810nm，并证实其兼具808nm光热治疗（PTT）和660nm光动力治疗（PDT）功能。经聚多巴胺（PDA）和聚乙二醇（PEG）修饰后，Sb-PDA复合材料在BEL-7404肝癌细胞中展现出显著的协同抗肿瘤效果。

　　

尺寸调控与光热性能优化

通过改良的配体引导生长策略，研究团队成功实现了锑纳米颗粒（Sb NPs）的尺寸精准调控。当颗粒尺寸从40nm增大至70nm时，紫外-可见吸收峰发生显著红移，从520nm移动至810nm，完美覆盖生物组织光学透明窗口。这种尺寸依赖的光学特性源于局域表面等离子体共振（LSPR）效应，通过有限差分时域（FDTD）模拟证实，在808nm激光激发下，65nm的Sb NPs能产生显著的电磁场局域增强效应。特别值得注意的是，Sb NPs在808nm共振激发下实现了59.3%的光热转换效率（PTCE），这一数值显著高于多数已报道的光热制剂。

双模治疗机制的验证

除优异的光热性能外，研究还揭示了Sb NPs在660nm激光激发下的光动力治疗（PDT）潜力。电子自旋共振（ESR）谱检测到典型的1:1:1三重态信号和1:2:2:1四重态信号，分别证实了单线态氧（¹O₂）和羟基自由基（·OH）的产生。DPBF探针实验进一步显示410nm特征吸收峰的显著衰减，验证了高单线态氧产率。这种PTT/PDT双模协同机制为增强肿瘤治疗效果提供了新思路。

表面修饰与生物相容性提升

为提高生物相容性，研究采用聚多巴胺（PDA）和叶酸修饰聚乙二醇（FA-PEG）的双层修饰策略。透射电镜显示形成的Sb-PDA复合颗粒尺寸均匀（约200nm），能量色散谱（EDS）证实了C、N、O、Sb元素的均匀分布。Zeta电位测试表明，修饰后颗粒表面电位从-43.1mV降至-49.5mV，稳定性显著提升。体外细胞实验证实，50μg/mL的Sb-PDA对正常肝细胞L-O2和肝癌细胞BEL-7404/HepG2的存活率均>85%，满足纳米光疗材料的生物安全性要求。

体外抗肿瘤效果评估

在BEL-7404肝癌细胞模型中，不同激光处理组均表现出显著治疗效果：808nm激光组（1.5W/cm²）和660nm激光组（0.5W/cm²）分别诱导23.1%和13.7%的细胞坏死率，而双波长联合组提升至30.5%。细胞周期分析显示G2/M期阻滞趋势明显，联合处理组G2/M期细胞比例达29.40%，显著高于对照组的18.49%。透射电镜观察到激光处理组出现自噬溶酶体增殖和含Sb-PDA的次级溶酶体等亚结构改变，荧光染色显示联合处理组红色荧光（凋亡/坏死细胞）显著增加。

作用机制与展望

研究证实Sb-PDA通过诱导细胞凋亡、坏死和周期阻滞等多途径发挥抗肿瘤作用。尺寸调控实现的LSPR效应增强是提升光热性能的关键，而表面修饰则解决了生物相容性问题。这种基于半金属锑的纳米药物为开发新型光疗制剂提供了重要参考，但其体内药效及分子机制仍需进一步探索。未来研究可重点关注肿瘤靶向性优化、长期毒理学评估以及与其他治疗模式的联合应用等方面。