无金属石墨烯量子点有望实现高效肿瘤治疗

中国科学院合肥物质科学研究院(HFIPS)王辉教授领导的研究小组推出了一种基于石墨烯量子点(GQD)的无金属纳米酶，用于高效肿瘤化学动力学治疗(CDT)。该研究发表在《Mater》上。

GQD是解决肿瘤CDT中金属纳米酶相关毒性问题的一种有前景且经济有效的方法。然而，GQD有限的催化活性对其临床应用提出了重大挑战，特别是在具有挑战性的催化条件下。

研究团队成员刘洪吉表示：“所获得的由红细胞膜制成的GQD对于治疗肿瘤非常有效，而且副作用很少。”“优点之一是它们不含金属。此外，它们还可以作为优异的过氧化物酶类生物催化剂。”

为了增强基于GQD的纳米催化助剂的催化性能，研究人员采用双原子掺杂策略合理设计了GQD。将氮和磷引入GQD中的协同电子效应可以在费米能级附近产生高度局域化的状态，从而与单杂原子掺杂相比能够实现高效的酶活性。

所获得的源自红细胞膜的GQD已被证明具有令人印象深刻的过氧化物酶模拟活性。因此，GQD在体外非常有效地诱导癌细胞凋亡和铁死亡。它们还选择性地靶向肿瘤，静脉注射的抑瘤率高达77.71%，瘤内注射的抑瘤率高达93.22%，且无脱靶副作用。

这种无药物、靶点特异性且生物良性的纳米酶具有作为有效生物催化剂用于安全癌症治疗的巨大潜力。