《Inorganic Chemistry Communications》：Biomedical potential of hydrothermally synthesized CdO@Cd?(PO?)? nanostructures for anticancer efficacy in MCF-7 cell lines with integrated photocatalytic properties
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本研究通过水热法合成CdO@Cd3(PO4)2纳米结构，证实其具有可见光光催化降解有机污染物和抑制乳腺癌、胶质瘤细胞增殖的双重功能，结构分析显示两相稳定共存，协同效应增强治疗与催化性能。
A. Geetha | Balachandran Subramanian | A. Subhasri | Krishna Prakash Arunachalam | Mary Anne Wong Cordero | Kavitha Ganesh | Raja El Hasnaoui-Saadan | Najwa Abdur Rashid | K. Jeeva Jothi
印度泰米尔纳德邦金奈600077，Saveetha大学Saveetha医学与技术科学学院Saveetha牙科学院和医院，功能材料与材料化学实验室，生理学系
引言
乳腺癌占女性新诊断癌症病例的约29%，仍然是该人群中癌症相关死亡的主要原因[1]。根据世界卫生组织（WHO）的数据，2022年全球约有67万人死于乳腺癌。在临床肿瘤学中，早期发现至关重要，因为它能显著提高治疗效果并大幅提升总体生存率。胶质母细胞瘤是另一种毁灭性的恶性肿瘤，它是成人中最常见的原发性脑肿瘤之一，诊断后的中位生存期通常仅为12-14个月[2,3]。尽管肿瘤学领域取得了显著进展，但要实现一致的治疗效果仍然困难，因为临床结果与恶性肿瘤的发现阶段以及所采用的治疗方法的有效性密切相关[4]。传统的细胞毒性药物通常缺乏足够的选择性，导致明显的脱靶效应和对健康组织的意外损伤。因此，迫切需要开发新的抗肿瘤剂和靶向递送平台，以提高肿瘤选择性、克服耐药机制并改善临床结果。
多功能纳米材料能够在环境修复和生物医学应用中发挥作用，这在应对持久性有机污染物和耐药性癌症的联合挑战时引起了广泛关注。金属-磷酸盐框架是一类有价值的材料，因为它们具有天然的化学稳定性、稳定的晶格结构以及可调节的酸碱表面特性，为整合和定制氧化还原活性位点提供了坚实的基础[5,6]。基于金属磷酸盐的纳米结构，尤其是含有镉的结构，在功能性材料领域具有很大的潜力，因为它们具有半导体特性、热稳定性和可调的表面特性[[7], [8], [9], [10], [11]]。磷酸镉被认为能够破坏细胞氧化还原平衡、线粒体功能以及基因表达，从而导致多种癌细胞系的凋亡和坏死[[12], [13], [14], [15], [16]]。磷酸镉具有理想的纳米结构，通常呈现为层状或棒状，这提供了较大的表面积并促进了快速的表面介导反应[17,18]。然而，其固有的光吸收能力和电荷分离效率仍然有限。当与氧化镉（CdO）结合使用时，这些局限性可以得到克服。CdO是一种n型半导体，带隙约为4.05电子伏特，具有多晶纤锌矿结构。CdO在可见光下表现出强烈的吸收能力和高导电性，从而能够在可见光下高效激活[[19], [20], [21]]。其晶格结构中含有丰富的氧空位和缺陷位点，这些特性增强了载流子的迁移率并促进了活性氧（ROS）的生成。这些特点使CdO成为设计用于降解有机污染物和持久性染料的光催化系统中的有希望的成分[[22], [23], [24]]。
然而，将CdO与磷酸镉宿主系统地整合成单一的双功能平台在文献中仍然有限。目前缺乏以下方面的研究：(i) 对CdO-Cadmium磷酸盐界面进行严格的结构-性质分析；(ii) 在同一材料上进行可见光光催化测试和癌细胞实验；(iii) 阐明两个应用领域中的机制共性、界面电荷管理和ROS化学[25], [26], [27]。在这项研究中，我们介绍了通过水热法合成的氧化镉功能化磷酸镉（CdO@Cd?(PO?)?）纳米结构，并评估了它们在可见光光催化和抗癌治疗中的双重潜力，利用磷酸盐来稳定CdO纳米域，并提供电荷分离的吸附位点和界面路径。
材料与方法
所有试剂均从Sigma-Aldrich购买，按原样使用，无需进一步纯化。所用材料包括四水合硝酸镉（Cd(NO?)?·4H?O，99%），十二水合三钠磷酸盐（Na?PO?·12H?O，98%），二水合醋酸镉（Cd(CH?COO)?·2H?O），氢氧化钠（NaOH），十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），尿素（CO(NH?)?），以及聚乙烯吡咯烷酮（PVP，K30/K40，分子量约40 kDa，99%）。溶液使用Milli-Q去离子水（18.2 MΩ·cm）配制。
结果与讨论
通过X射线衍射研究了合成的Cd?(PO?)?、CdO和CdO@Cd?(PO?)?样品的结构特征，结果如图1a-c所示，并与以往的文献[30]进行了比较。Cd?(PO?)?的衍射图谱在2θ值22.1°、27.1°、28.5°、30.8°、39.8°、45.8°和48.9°处显示出明确的反射峰，这些反射峰对应于衍射平面（200）、（011）、（104）、（210）、（214）和（410）。
结论
本研究成功合成了CdO@Cd?(PO?)?纳米结构，并清楚地证明了它们在光催化和抗癌应用中的功能潜力。XRD分析证实了正交晶系的Cd?(PO?)?和立方晶系的CdO的存在，显示出两种相的独特衍射特征，且未检测到杂质，证实了CdO@Cd?(PO?)?复合体的相共存和高结晶度。形态学分析进一步验证了……
CRediT作者贡献声明
A. Geetha：撰写初稿、软件使用、资源管理、方法论设计、数据整理、概念构思。
Balachandran Subramanian：撰写与编辑、初稿修订、可视化处理、结果验证、监督工作、软件使用、资源管理、项目协调、方法论设计、实验实施、数据分析、概念构思。
A. Subhasri：撰写初稿、数据分析。
Krishna Prakash Arunachalam：撰写初稿、资源提供、数据分析。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了Princess Nourah Bint Abdulrahman大学的研究支持项目（项目编号：PNURSP2025R147），该大学位于沙特阿拉伯利雅得。
A. Geetha是金奈Saveetha大学Saveetha牙科学院和医院功能材料与材料化学实验室的研究员。她的研究重点是纳米材料、生物材料工程及其在生物医学中的应用，特别关注抗癌和抗菌平台。她参与了将材料化学与细胞生物学和临床转化研究相结合的多学科研究。
