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石墨烯的多功能化用于分子靶向癌症治疗

三种功能分子(近红外荧光探针,肿瘤靶向分子和抗癌药)成功地脱色到石墨烯分子的表面。这种多功能石墨烯可有效消除癌细胞。为了抵御癌症,这种“三重”化学修饰的纳米材料可以挽救患者的生命。

癌症是全球主要的死亡原因。在这种情况下,迫切需要成功的靶向肿瘤的选择性药物并使癌症药物的毒性最小化。

日本高级科学技术研究院(JAIST)和国家科研中心(CNRS)的科学家及其同事开发了一种基于多功能石墨烯的纳米药物,可在分子水平上进行靶向癌症治疗。

单分子片状石墨烯由于其优异的理化特性,在未来十年内将成为有前景的碳纳米材料,可用于各种基础和实际应用。还已知石墨烯具有良好的生物相容性和生物降解性,因此导致研究人员探索这种纳米碳作为药物递送载体。然而,对于生物医学应用而言,同时修饰许多单个功能分子到石墨烯纳米片上并不容易。

由JAIST(日本Nomi)的Eijiro Miyako教授,CNRS(法国的斯特拉斯堡)的Alberto Bianco博士及其国际团队开发的多功能石墨烯作为药物递送载体已成功通过以下三种类型的分子合成:近红外(NIR)荧光探针(吲哚菁绿; ICG);肿瘤靶向分子(叶酸:FA);以及通过共价化学修饰技术的抗癌药(阿霉素; Dox)。选择ICG(图中绿色部分)作为荧光团,以跟踪摄取情况并跟踪细胞内的物质。FA(蓝色)通过与石墨烯连接的聚乙二醇(粉红色)共价结合,以特异性靶向癌细胞;而Dox(红色)被用作抗癌药。

在测试了消除培养皿中癌细胞的治疗潜力后,研究小组发现这种多功能石墨烯材料的独特性能显示出增强的抗癌活性以及出色的靶向癌症作用。这可能为这类材料的未来生物医学应用打开大门。研究小组计划继续使用鼠类动物模型探索多功能石墨烯用于癌症治疗。

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