Nano Lett.：以光为燃料的液态金属变压器增强内胞脱离

【背景介绍】

在细胞内的药物运输中，载药分子的内胞脱离作用仍然是研究和临床实践最头疼的难题之一。截至到目前为止，为了克服这种困难所采用的策略包括小分子，如氯喹；阳离子聚合物，如聚乙烯亚胺（PEI），以及细菌和病毒衍生的多孔蛋白。尽管上述策略起到了一定的效果，但是由于其缺少特异性以及具有毒性，在临床中的应用受到了很大的限制。

【成果简介】

近日，来自北卡罗来纳州立大学的Wei Gao 教授、Michael D. Dickey教授、和北卡罗来纳大学教堂山分校的顾臻教授（共同通讯）等人通过研制了一种以光为燃料的液态金属变压器，通过化学机械过程来促进药物运输的效率。这种纳米级变压器可以通过超声处理较低毒性的液态金属来制备，当包裹上石墨烯量子点时（GQDs）时，所得到的纳米球可以通过吸收和转换光能来实现驱动内部液体金属芯进行同时相分离和形态转化的能力。

[致歉：小编未能找到通讯作者 Wei Gao 的确切中文名字，在此表示诚挚的歉意！]

【图文导读】

图1  以光为燃料的液态金属变压器设计示意图

a）液态金属纳米粒子（tNPs）的准备工作

b） 石墨烯量子点（GQDs）在光照射下产生局部加热效应和活性氧（ROS），使得Ga能够转变为（GaO）OH，

c）GQD涂层的tNPs可用于光诱发的内胞脱离作用

图2 光诱导的形态转化

a）随着光照的时间tNPs长宽比的变化

b） tNPs经不同光照时间对应的TEM图像，比例尺：100nm

c） tNPs 经不同光照时间EDS图，比例尺：200nm

d）结晶纳米片卷成纳米棒。 比例尺：500nm

e）使用电子断层扫描相分离后形成的纳米结构的三维重建，红色箭头表示空心纳米棒，绿色箭头表示示剩余的纳米球

图3  液态金属变压器 用于体内的药物释放

a）抗癌效率的评估图示

b）小鼠在分别静脉注射6、24、48小时后随着时间的变化的生物分布

c）在静脉注射不同药剂后HELa肿瘤的生长曲线

d）治疗前后小鼠体重的变化

【总结】

本文 研制的以光为燃料的液态金属变压器用于增强内胞脱离，当包裹上石墨烯量子点时（GQDs）时，所得到的纳米球可以通过吸收和转换光能来实现驱动内部液体金属芯进行同时相分离和形态转化的能力。并且有望在生物成像和光学装置有着更好的应用。

文献链接：Enhanced Endosomal Escape by Light-Fueled Liquid-Metal Transformer（Nano Lett.,2017,DOI:10.1021/acs.nanolett.6b04346)

本文由材料人生物材料组李伦供稿，材料牛编辑整理。

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