用于光动力癌症治疗的生物相容性水溶性硅量子点

《ACS Applied Nano Materials》：Biocompatible Water-Soluble Silicon Quantum Dots for Photodynamic Cancer Therapy

本研究开发了表面修饰的硅量子点（SiQDs）材料，包括酸基SiQDs和酸-聚氧化乙烯修饰的SiQDs。实验表明，经热诱导硅氢化修饰的SiQDs在24小时细胞培养中生物相容性优异（细胞存活率>95%，500 μg/mL无毒性），且在近红外激光（NIR）照射下10分钟内即可将癌细胞存活率降低至50%以下（酸-SiQDs需250 μg/mL，酸-PEO-SiQDs仅需50 μg/mL）。血液相容性测试显示其无溶血和血小板激活现象。材料还展现出30%以上的红光量子产率，证实其结构稳定性和多功能性。这些特性为NIR介导的癌症治疗和生物医学应用提供了安全有效的平台。

　　

本研究报道了通过热诱导的硅氢化反应对10-十一烯酸（acid-SiQDs）和聚环氧乙烷（acid-PEO-SiQDs）的混合表面进行功能化处理，开发出具有水溶性和生物相容性的硅量子点（SiQDs），以用于生物医学应用。实验表明，这些SiQDs具有优异的生物相容性：细胞存活率超过95%，且在浓度高达500 μg/mL的情况下，经过24小时培养后毒性可忽略不计。在低水平近红外（NIR）激光照射下进行的体外光动力疗法（PDT）研究表明，酸-SiQDs在浓度为250 μg/mL时，酸-PEO-SiQDs在浓度为50 μg/mL时，10分钟照射后癌细胞存活率均降至50%以下，显示出显著的治疗效果。通过测量红细胞溶血和聚集、血浆凝固以及血小板活化反应，进一步验证了SiQDs的体外血液相容性，结果表明这些表面改性的SiQDs不会产生不良影响。此外，这些SiQDs的红色光致发光量子产率超过30%，进一步体现了其结构稳定性和功能多样性。综上所述，这些发现凸显了酸-SiQDs和酸-PEO-SiQDs作为安全、多功能平台的潜力，它们能够在通过近红外照射增强癌症治疗的同时保持良好的血液相容性，为它们在先进生物医学技术中的应用奠定了基础。