近日，中国科学院合肥物质科学研究院智能所吴正岩团队与山东滨州医学院张桂龙教授和魏鹏飞教授合作，成功设计出一种核壳结构铜基纳米复合材料。该复合材料具有肿瘤微环境响应的磁共振成像性能以及杀死肿瘤细胞的能力，从而实现对肿瘤的特异性多模式诊疗。该研究成果已被国际权威期刊Small接收发表。
铜基纳米材料具有极强的催化类芬顿反应的能力，可以提高细胞内的活性氧水平，从而抑制肿瘤的生长，但其稳定性较差。为了解决这个问题，团队开发了一种对肿瘤微环境响应的核壳结构铜基纳米复合材料，并将靶向肿瘤细胞的靶标连接到其表面，再借助材料中氧化铁壳层的空间位阻效应的保护，从而促进该复合材料稳定顺利地到达肿瘤部位。到达肿瘤部位后，该材料会被肿瘤微环境中的弱酸条件和谷胱甘肽瓦解并释放金属离子和超小氧化铁。这个过程不仅激活了磁共振成像信号，还消耗了谷胱甘肽，加速了芬顿和类芬顿反应，提高了细胞内的活性氧水平，加剧了细胞内的氧化应激，最终诱导肿瘤细胞凋亡和铁死亡。通过这种方式，可以实现磁共振成像引导的肿瘤治疗，为肿瘤的特异性多模式诊疗提供了新的借鉴。
该工作得到了山东省重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/smll.202306446
材料制备及其作用机制示意图
