综述：抗真菌剂的环境威胁：持久性、生态效应及去除技术

这篇综述创新性地提出了一种碳点-氧化铜（CDs-CuO）纳米杂化材料的设计策略，通过将Cu2+转化为CuO"胶水"解决了传统CDs-Cu2+纳米组装体在血液中的稳定性问题。该材料在模拟生理环境中保持荧光淬灭状态，而在肿瘤微环境（酸性/高GSH）中可特异性释放荧光碳点（CDs）和铜离子（Cu2+/Cu+），实现肿瘤特异性荧光成像引导的化学动力学治疗（CDT），对肝癌细胞（HepG2）的IC50值（52.24 μg/mL）显著低于正常肝细胞（L02细胞，63.59 mg/mL）。

　　

摘要

碳点（CDs）在生物医学荧光成像领域备受关注，但其超小尺寸导致的快速肾脏清除问题限制了实际应用。本研究开发了一种新型碳点-氧化铜（CDs-CuO）纳米杂化材料，其平均流体力学直径（D_h）为134 nm，铜含量10.15%，在模拟正常生理介质中保持稳定且荧光淬灭，而在模拟肿瘤细胞内微环境中可解离为CDs和铜离子（Cu²⁺/Cu⁺），分别实现荧光成像和化学动力学治疗（CDT）。体外实验显示该材料对人肝癌细胞（HepG2）的半抑制浓度（IC₅₀）为52.24 μg/mL，显著低于正常人肝细胞（L02细胞）的63.59 mg/mL。

引言

碳点（CDs）在生物成像领域展现出巨大潜力，但其超小尺寸导致的快速肾脏清除限制了肿瘤成像应用。虽然已有研究通过构建CDs杂化材料实现荧光成像引导的化疗、化学动力学治疗（CDT）或光热治疗，但肿瘤特异性"关-开"型CDs纳米诊疗剂仍是研究热点。

已知Cu²⁺可通过络合作用淬灭CDs荧光，而硫醇分子如谷胱甘肽（GSH）可恢复荧光，形成"关-开-关"荧光调控模式。通过构建CD/Cu²⁺纳米簇可延长体内循环时间，避免CDs的肾脏清除。在细胞内GSH触发荧光恢复的同时，释放的Cu²⁺/Cu⁺可引发Fenton样反应进行CDT，其反应速率比Fe²⁺快160倍，且适用pH范围更广。

然而，现有CD/Cu²⁺纳米组装体通过CDs表面的氨基和羧基与Cu²⁺络合构建，这种弱相互作用在血液中可能因与血清白蛋白的竞争结合或维生素C（VC）还原作用而解离，且释放的Cu²⁺可能引起溶血。

CDs-CuO纳米杂化材料的制备与表征

本研究创新性地将CDs-Cu²⁺纳米组装体中的Cu²⁺原位转化为CuO纳米颗粒作为"胶水"，构建了CDs-CuO纳米杂化材料。以氮掺杂CDs为模型，通过微波辅助热解柠檬酸和乙二胺合成CDs，加入Tween-80后滴加醋酸铜溶液形成CDs-Cu²⁺纳米组装体，再用NaOH处理将Cu²⁺转化为CuO。

优化后的CDs-CuO纳米杂化材料在模拟血液介质（含GSH和VC）中保持稳定，而在模拟肿瘤微环境（pH 5.0，10 mM GSH）中快速解离。透射电镜显示CuO纳米颗粒均匀分布在CDs表面，X射线光电子能谱证实了CuO的存在。

体外抗肿瘤效果

CDs-CuO纳米杂化材料可被肿瘤细胞内化，在细胞内高GSH水平下释放CDs和Cu²⁺/Cu⁺。释放的Cu⁺通过Fenton样反应产生羟基自由基（·OH），诱导肿瘤细胞线粒体介导的凋亡。对HepG2细胞的IC₅₀为52.24 μg/mL，而对正常L02细胞的毒性显著降低（IC₅₀ 63.59 mg/mL），显示出良好的肿瘤特异性。

结论

通过将CDs-Cu²⁺纳米组装体中的Cu²⁺转化为CuO，成功构建了具有优异稳定性的CDs-CuO纳米杂化材料。该材料在正常生理条件下保持稳定，而在肿瘤微环境中特异性释放活性成分，实现了肿瘤特异性荧光成像引导的化学动力学治疗，为CDs基纳米诊疗剂的开发提供了新思路。