基于BSA稳定化金纳米球（AuNSs）的协同双光热-光动力纳米平台用于选择性黑色素瘤光疗

《Materials & Design》：Synergistic dual photothermal-photodynamic nanoplatforms via BSA-stabilized gold nanospheres for selective melanoma phototherapy

　　

致密牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin，BSA）包被确保了金纳米球（Gold Nanospheres，AuNSs）的稳定与单分散性。玫瑰红（Rose Bengal，RB）功能化实现了光热与光动力治疗的联合。低功率530 nm发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）照射在黑色素瘤细胞内触发了强活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）。RB-AuNSs-BSA偶联物显著降低了A375黑色素瘤细胞活力。在HaCaT细胞中毒性极小，证明了治疗选择性。

研究背景与立项依据

金纳米球（AuNSs）因局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance，LSPR）效应可将吸收的光子能经非辐射弛豫转为热能，成为光热治疗（Photothermal Therapy，PTT）与影像引导诊疗的候选平台。然而游离AuNSs在生理条件下易因范德华力与离子屏蔽发生聚集，且单纯金结构虽可经热电子-空穴对产生少量ROS，但量子产率远低于卟啉类光敏剂。黑色素瘤具有高代谢率、高黑色素含量及对光诱导氧化应激敏感的特点，却对常规化疗耐药，因此亟需可在低功率可见光下同时发挥光热与光动力（Photodynamic Therapy，PDT）且具细胞选择性的平台。研究人员通过BSA包被提升胶体稳定性并提供功能基团，再静电偶联II型光敏剂玫瑰红（RB），构建RB-AuNSs-BSA杂化纳米平台，利用530 nm（近LSPR峰525 nm）低功率LED同时激发等离子体产热与RB产单线态氧（¹O₂），在A375黑色素瘤与HaCaT角质形成细胞对照中评估协同选择性杀伤。该文发表于《Materials》。

主要关键技术方法

研究人员采用柠檬酸还原法制备平均核径15±4 nm、LSPR位于525 nm的AuNSs；以75、150、225 μM BSA经乙醇滴加-戊二醛交联-赖氨酸封端获得BSA包被AuNSs；通过静电作用将RB负载于BSA冠层，离心洗脱游离染料后以标准曲线算得负载率34±1%；光热测试使用455/530/660 nm LED（50 mW）配合红外热像仪记录ΔT；溶液中ROS以DPBF降解法在532 nm激光下评估；细胞实验采用ATCC来源A375人黑色素瘤细胞与德国癌症研究中心来源HaCaT人角质细胞，经MTT、CM-H₂DCFDA荧光探针、DAPI/RB荧光显微及照射后TEM超微结构分析评价摄取、ROS、活力与亚细胞损伤。

研究结果

4.1 AuNSs表征：TEM与DLS显示225 μM BSA组水动力直径161±1 nm、ζ电位?66±1 mV、TEM径101±9 nm，分散最均一；LSPR蓝移约5 nm，证明BSA冠层成功且高浓度包被最优。

4.2 光热实验：530 nm共振照射15 min自由AuNSs ΔT_max=10.4±0.9 ℃，225 μM BSA组9.6±0.2 ℃，功率降至25 mW时ΔT成比例下降；455 nm有弱热（带间跃迁），660 nm无热，证实热源自LSPR；三次循环ΔT衰减≤4%， extinction谱与DLS不变，表明BSA层不阻热且提升重复稳定性。

4.3 RB功能化：紫外可见中RB峰由548 nm红移至560 nm（疏水微环境结合），负载率34±1%；DPBF实验中RB-AuNSs-BSA在532 nm下比游离RB降解更快，证明等离子体增强ROS。

4.4 基础细胞毒性：暗态下AuNSs-BSA与RB-AuNSs-BSA在两细胞系均无显著毒；游离RB对A375剂量依赖有毒而对HaCaT几乎无影响，荧光显微见RB-AuNSs-BSA在A375胞质内吞定位。

4.5 治疗性能

4.5.1 ROS检测：530 nm/50 mW照后30 min，A375中RB-AuNSs-BSA组ROS约升7倍，AuNSs-BSA约4倍，HaCaT中仅游离RB升1.7倍且纳米组不显著，证明黑色素瘤选择性等离子增强氧化。

4.5.2 照后24 h活力：A375中RB-AuNSs-BSA+光组活力显著低于各单模与暗组；HaCaT同条件下降幅小，选择性窗口明确。

4.5.3 超微结构：A375照射RB-AuNSs-BSA组见线粒体多态、嵴消失、内质网扩张、自噬体/次级溶酶体增多；HaCaT仅轻度自噬体增加，结构大部保留。

讨论与结论翻译

讨论指出，BSA致密冠层（225 μM）在维持LSPR与热转换同时赋予空间稳定，RB与等离子体近场耦合加速系间窜越至三重态，使¹O₂产率高于游离RB；温和光热改善膜流动与氧可及性，氧化应激又增温敏，二者非简单相加。A375因膜流动性高、微绒毛多致纳米颗粒内吞优于HaCaT，构成选择性物理基础。

结论：研究人员开发了一种稳定、模块化等离子体纳米平台，将AuNSs光热与RB光动偶联于BSA基质中。225 μM BSA包被在多次照射下保持光学与胶体完整；RB-AuNSs-BSA在低功率530 nm LED下于黑色素瘤细胞内放大ROS并伴随活力丧失与线粒体氧化损伤，而HaCaT基本不受影响。该双模LED激活平台兼具高稳定性与恶性表型选择性，为安全可控的多模黑色素瘤光疗转化提供依据。