非热等离子体介导的壳聚糖功能化金纳米颗粒绿色合成及其增强癌症免疫原性的研究

本研究针对传统金纳米颗粒(Au@CS NPs)合成依赖有毒试剂的问题，开发了基于非热等离子体(NTP)的绿色合成技术。研究人员通过3%氢氩混合气体等离子体，在常温常压下一步实现金离子还原与壳聚糖(CS)氧化，制备的Au@CS NPs对肺癌(A549)和结肠癌(HT-29)细胞具有显著细胞毒性，同时诱导免疫原性细胞死亡(ICD)，释放钙网蛋白和HMGB1等损伤相关分子模式(DAMPs)。该技术摒弃有毒还原剂，为癌症免疫治疗提供了新型纳米药物平台。

　　

在癌症治疗领域，金纳米颗粒(AuNPs)因其独特的表面等离子共振(SPR)效应和生物相容性备受关注，而壳聚糖(CS)作为天然阳离子多糖，能增强纳米颗粒的稳定性和免疫调节功能。然而传统Au@CS NPs合成方法依赖有毒化学还原剂，不仅危害环境，残留毒性更制约其临床应用。如何实现绿色合成与疗效提升的双重突破，成为纳米医学领域的关键难题。

针对这一挑战，来自多个研究机构的研究团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表创新成果。他们首次采用非热等离子体(NTP)射流技术，以3%氢氩混合气体为等离子体源，在无需外加还原剂的条件下，通过等离子体产生的活性氧氮物种(RONS)、电子和氢原子，同步实现金离子还原与CS功能化。这种单步水相合成法不仅避免有毒试剂使用，更显著增强纳米颗粒的癌症治疗效能。

关键技术包括：1）大气压NTP射流系统优化，采用34.13 kHz高频电源（6.8 kV/66 mA）；2）等离子体-液体相互作用调控，促进Au³⁺
还原与CS氧化；3）通过细胞摄取实验验证纳米颗粒内化效率；4）采用A549、HT-29癌细胞和MRC-5正常细胞模型评估选择毒性；5）检测钙网蛋白和HMGB1等DAMPs释放以证实ICD效应。

【材料与方法】
研究使用>99%纯度的HAuCl₄
·3H₂
O和低分子量CS，通过NTP射流引发氧化还原反应。等离子体电学特性通过李萨如图形分析，确认其稳定放电性能。

【结果与讨论】
电镜与光谱分析显示，NTP合成的Au@CS NPs具有均匀分散性和典型SPR吸收峰。细胞实验证实其对A549和HT-29的IC₅₀
显著低于正常细胞MRC-5，选择性指数达3.2倍。机制研究表明，纳米颗粒通过内化作用进入癌细胞后，诱导内质网应激和线粒体损伤，触发钙网蛋白膜转位和HMGB1分泌，激活树突细胞成熟标志物CD80/CD86表达。

【结论】
该研究开创性地将NTP技术应用于Au@CS NPs合成，突破传统方法的环境毒性瓶颈。所制备的纳米颗粒兼具直接细胞毒性和免疫激活双重功能：一方面通过RONS介导的氧化应激杀伤癌细胞，另一方面通过DAMPs释放重塑肿瘤微环境。这种"绿色合成-高效治疗"一体化策略，为开发新一代癌症免疫治疗纳米药物提供了全新范式。

特别值得注意的是，相比光动力疗法等物理性ICD诱导手段，Au@CS NPs可实现更持久的免疫记忆效应。研究团队下一步将探索其在动物模型中的靶向递送效率与抗肿瘤免疫应答机制，推动临床转化应用。