微波辅助合成双金属Ti/V基MXene纳米材料的抗肿瘤应用研究

本研究针对传统MXene合成方法耗时且效率低的问题，开发了微波辅助快速合成双金属Ti3V2C3 MXene的新策略。通过XRD、FTIR、FESEM等多维度表征证实材料结构，并首次系统评估其对结直肠癌（T24）、肝癌（Hep-G2）等四种癌细胞的抑制作用。该材料展现出广谱抗癌活性，为MXene在肿瘤靶向治疗领域提供了创新性解决方案。

　　

在癌症治疗领域，二维纳米材料MXene因其独特的物理化学性质备受关注。传统MXene合成依赖氢氟酸(HF)蚀刻法，存在反应时间长、工艺复杂等瓶颈。更关键的是，现有研究多聚焦单金属MXene，对双金属MXene的抗癌机制探索近乎空白。这极大限制了MXene材料在精准医疗中的应用潜力。

针对这些挑战，智利国家科学技术发展委员会(ANID)资助的研究团队创新性地采用微波辅助合成技术，仅用30秒便成功制备出双金属Ti₃V₂C₃ MXene。该成果发表于《Journal of Molecular Structure》，首次系统揭示了该材料的多重抗癌机制。研究通过微波辐射加速MAX相中铝层的蚀刻过程，功率设置为600W，较传统方法效率提升数百倍。

关键技术方法
采用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)解析晶体结构和表面化学基团；场发射扫描电镜(FESEM)观测形貌特征；拉曼光谱分析层间堆叠信息；BET法测定比表面积；选用T24、Hep-G2等四种癌细胞系及Vero、Huvec两种正常细胞进行体外毒性测试，通过EC₅₀值评估靶向性。

研究结果

1. 材料表征：XRD显示2θ≈9.6°特征峰位移证实铝层成功剥离；FTIR检测到-OH/-F官能团修饰；FESEM呈现典型层状结构，层间距扩大至纳米级。
2. 抗癌效能：对T24细胞的抑制率最高达78%，EC₅₀值显示对癌细胞的选择性毒性比正常细胞高3-5倍。
3. 机制探讨：材料通过ROS爆发和DNA损伤诱导癌细胞凋亡，而正常细胞因抗氧化系统完整受影响较小。

结论与意义
该研究开创性地将微波技术应用于双金属MXene合成，突破传统工艺限制。Ti₃V₂C₃ MXene展现的广谱抗癌活性和显著靶向差异，为开发新一代肿瘤特异性纳米药物提供了理论依据。特别值得注意的是，材料对血管内皮细胞(Huvec)的低毒性，暗示其在抗血管生成治疗中的潜在价值。这项研究不仅拓展了MXene在生物医学中的应用边界，更为绿色纳米制造技术树立了新范式。