Ученые создали платиновые наноструктуры для эффективной терапии рака с помощью лазера

Синтез и базовая характеристика Pt Cs. Автор: Е Исин

Исследователи разработали новый лазерный метод синтеза для создания платиновых (Pt) коллоидосом (Cs), которые перспективны для фотокатализа в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) и фермент-имитирующей терапии рака.

Межзонные и внутризонные электронные возбуждения в нанокатализаторах из переходных металлов играют ключевую роль в генерации горячих носителей. В отличие от хорошо известных наночастиц золота (Au), серебра (Ag) и меди (Cu), которые непосредственно образуют горячие носители, поглощая видимый свет, Pt-нанчастицы обладают ограниченной способностью к фотообразованию горячих носителей.

Однако уникальная d-зонная структура платины обеспечивает высокую плотность электронных состояний вблизи уровня Ферми. Это свойство позволяет усилить фотокатализ. Используя этот эффект, ученые создали коллоидосомы размером менее 100 нм, состоящие из ультрамалых Pt-нанчастиц (≤5 нм) с широкополосным поглощением света от видимого до NIR-диапазона.

Дизайн структуры был разработан с помощью моделирования методом конечных разностей во временной области (FDTD). Ключевым нововведением стало использование лазерных наночастиц Mn₃O₄, богатых границами зерен, в качестве прочного каркаса для равномерного закрепления ультрамалых Pt-нанчастиц. Такая архитектура обеспечила эффективную генерацию горячих электронов даже при низкоэнергетическом NIR-облучении.

Исследование показало, что NIR-фотовозбуждение Pt Cs значительно улучшает двойную ферментативную (CAT и OXD) и само-каскадную каталитическую активность. Результаты опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition. Работу возглавил профессор Лян Чанхао из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук в сотрудничестве с исследователями из Университета Падуи (Италия) и Шанхайского университета Цзяо Тун.

Эксперименты in vivo продемонстрировали превосходную противоопухолевую способность Pt Cs для NIR-фотокаталитической терапии опухолей, а также возможность отслеживания их биораспределения с помощью МРТ.

Эти результаты подчеркивают преимущества Pt Cs, успешно спроектированных для оптимальной и эффективной генерации горячих электронов под действием NIR-излучения.

Дополнительная информация: Сихань Цзи и др., Pt Colloidosomes with Broadband Absorption for Near-Infrared Light Photocatalysis through d-Band Hot-Carriers Generation, Angewandte Chemie International Edition (2025). DOI: 10.1002/anie.202509431

Источник: Китайская академия наук