功能化二硒化钼纳米材料的抗肿瘤性能研究

功能化二硒化钼纳米材料的抗肿瘤性能研究癌症已成为人类最严重的疾病之一,具有死亡率高,治愈率低等特点,而常规的临床治疗方法如放疗、化疗等有较大的毒副作用及难治愈等缺点。因此,对于有效的抗肿瘤策略研究迫在眉睫。

而光学治疗具有微创性、时空选择性、耐药性小、治疗效率高等优点,已成为一种潜在的抗癌研究策略。其中光热疗法（PTT）和光动力疗法（PDT）在克服传统化疗的局限性方面具有广阔的癌症治疗应用前景。

光源的选择在光学治疗中是重要的前提,相对于紫外、可见光对正常组织或细胞的破坏性以及大的副作用,近红外光具有较强组织穿透能力和低的额外损伤性,可以直达病灶实现高效治疗。目前,越来越多的研究人员正致力于对近红外光响应材料进行开发和探究,其中,二维（2D）层状过渡金属硫化物因其优异的光电、电子传导性能和适中的带隙而被广泛研究。

在众多的过渡金属硫化物中,MoSe₂由于具有合适的带隙

（1.33¹.72 eV）、出色的光热、光动力性能和对近红光较强的捕获能力,被认为是最有前途的近红外光学材料之一。因此,我们合成了不同形貌的MoSe₂纳米材料及其复合材料,对所有制备的材料进行一系列的结构和性能表征测试。

在此基础上,利用材料较大比表面积产生的众多活性位点进行抗癌药物的负载,并实现了高效协同的光热、光动力、化学治疗。具体研究内容如下:（1）本章以二硒化钼（MoSe₂）纳米花为载体,合成了具有近红外光（NIR）介导的光热治疗（PTT）、光动力治疗（PDT）和药物释放能力的纳米载体。

所有的MoSe₂纳米花（150¹80 nm）都是由

3⁴层的MoSe₂纳米薄片组成的。合成的

MoSe₂纳米花具有新颖的层状纳米结构和较小的带隙（1.24 eV）、较强的近红外（NIR）吸收和较高的光热转换效率（61.8%）。

此外,它们还表现出近红外光刺激的?OH生成,这是MoSe₂纳米结构首次被用作PDT试剂。研究结果表明,足够数量的光激电子以及较高的

O₂和H⁺浓度有利于?OH的生成。

PEG修饰之后,由于静电和π-π堆叠相互作用,MoSe₂@PEG展示出很高的药物盐酸阿霉素（Dox）负载能力。加载药物后,得到的

MoSe₂@PEG-Dox体系表现出酸/光热触发的药物释放能力。

化学治疗、PTT和PDT的协同作用进一步诱导肿瘤细胞的凋亡,提高抗肿瘤效果。（2）本章设计了新颖的MoSe₂/Bi₂Se₃异质纳米薄片,将CT/光热（PT）成像和光动力/光热/化学治疗（PDT/PTT/化疗）集成到一个纳米体系中。

首先通过超声辅助剥离法制备了5³0 nm的MoSe₂纳米片,然后通过阳离子交换策略获得了新颖的夹层纳米结构

Bi₂Se₃/MoSe₂/Bi₂Se_{3< /sub>（Bi-M-3）,并显示出较窄的带隙（1.17 eV）和较强的近红外（NIR）吸收能力。实验和密度泛函理论（DFT）计算揭示了其Z-scheme异质结构的电荷转移机制,导致增强了活性氧（ROS（?OH））的产生并高效的分离了光生电子空穴对。}

同时,纳米异质结构也保证了光热转换效率的提高（59.3%）。我们还发现光热效应可以促进光生电子的转移,有利于ROS的生成。

此外,由于Bi原子更高的X射线吸收系数,异质结构也表现出CT成像能力高

于单纯的MoSe₂样品。负载抗癌药物阿霉素（Dox）

后,Bi-M-3@PEG-Dox表现为酸/光热敏感药物释放性能。

化疗、光动力和光热治疗的协同作用进一步诱导了肿瘤细胞凋亡,增强了抗肿瘤作用。（3）这里通过简单的溶剂热法合成了尺寸180 nm左右的中空结构MoSe₂纳米微球,并通过静电作用将所合成的

Fe₃O₄@PEI纳米微粒负载到空心MoSe₂纳米微球的表面形成MoSe₂/Fe₃O₄（MF-2）纳米复合材料。

该复合体系具有良好的近红外吸收性能和较窄的带隙（1.39 eV）。在近红外激光的照射下,该体系展现出优越的光热性能,其光热转化率高达66.2%。

此外,其在近红外响应下的光动力性能也被研究。为了进一步增强其光动力效果,我们利用MoSe₂/Fe₃O₄丰富的空腔

负载了O₂@PFC,从而克服光动力治疗（PDT）中的缺氧环境,而且

O₂@PFC@MF-2复合材料的光动力治疗效果较在氧前提高了3倍以上。

同样地,我们过静电和π-π堆叠作用将抗癌药物阿霉素（Dox）负载到

MF-2@PEG材料上进行化学治疗。此外,我们还整合了Mo原子对X射线的高吸收性能,Fe₃O₄的高驰豫效率,MoSe₂突出的光热转化能力,开发了多模式的CT/MR/IR成像诊疗体系。

至此,三重模式CT/MR/IR成像引导的一体化PTT/PDT/化疗体系

O₂@PFC@MF-2@PEG/Dox可以高效准确的抑制肿瘤生长并促进癌细胞的凋亡。