Page 104 - 《精细化工》2021年第5期

·958· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

疗的耐受性。针对这一特点，首先在体外考察了
C 60 -Mn-PEG-FA 的催化产氧能力。由图 5a 可知，负
载了 MnO 2 纳米粒子后，材料能够快速分解 H 2 O 2
产生 O 2，在测定 600 s 时，其溶氧量可以达到 18 mg/L
并趋于稳定，而未加样品的对照组中的溶氧量基
本无变化。这一结果证实了 C 60 -Mn-PEG-FA 能够
为 PDT 提供额外的氧源，具有潜在的增强 PDT 的
效果。
为了进一步证明负载的 MnO 2 纳米粒子能够增
强 PDT 的效果，利用 DCFH 探针来检测 C 60 -Mn-
PEG-FA 光诱导产生 ROS 的能力，如图 5b 所示。由
2
图 5b 可知，在 100 mW/cm 的自然光下照射 5 min
后，质量浓度为 5 mg/L 的 C 60 -Mn-PEG-FA 能显著
产生 ROS，表明 C 60 -Mn-PEG-FA 是一种潜在的高效
光敏剂。在加入了 20 µL 1 mmol/L 的 H 2 O 2 溶液后，
其产生 ROS 的能力是未加入 H 2 O 2 溶液的两倍左右，
这充分说明了负载的 MnO 2 纳米粒子在 H 2 O 2 的存在
下能产生更多的 ROS，从而发挥改善乏氧环境并增
强 PDT 的作用。同时，MnO 2 在中性和碱性条件下
2+
较稳定，但在 pH 较低时会分解为 Mn 和 O 2 ，而具
2+
有 5 个不成对电子的 Mn 在 MRI 中是一种很好的
T1（平行于外磁场方向的纵向弛豫）造影剂，因此，
考察了其在不同 pH 下的 MRI 能力。如图 5c 所示，
在 pH=6.5 时，其 MR 图像信号强度（亮度）明显
强于 pH=7.4，且图像随着 C 60 -Mn-PEG-FA 浓度的增
大而显著变亮，与浓度呈正相关的趋势，这说明在
弱酸性条件下样品逐渐分解出可以增强 T1 成像的
2+
Mn 。同时，其在 pH=7.4 时的弛豫率（r1）仅为
2.99326 L/(mmol·s)（图 5d），这是由于 MnO 2 纳米粒
子的锰原子被隔离在水环境中，水质子弛豫差；而
2+
一旦暴露于酸性环境中，MnO 2 分解为顺磁性 Mn ，
使得在 pH=6.5 时测得的 r1 值从初始值急剧增加到
7.00562 L/(mmol·s)（图 5d）。因此，C 60 -Mn-PEG-FA
可以作为 pH 响应的 MRI 造影剂，对于特异地增强

肿瘤部位的 T1 成像具有重要作用，有利于提高癌症

图 5 样品溶氧量随时间变化（a）； 不同质量浓度的 的精确检测，为治疗提供帮助。
C 60 -Mn-PEG-FA 的 ROS 效率（b）；不同浓度的 2.6 细胞实验
C 60 -Mn-PEG-FA 在 pH 为 6.5 和 7.4 时的 T1 加权 2.6.1 细胞毒性
MR 图像（c）；不同浓度的 C 60 -Mn-PEG-FA 在 pH 图 6 为 C 60 -Mn-PEG-FA 的细胞暗毒性测试图。
为 6.5 和 7.4 时的 T1 弛豫率（d）
Fig. 5 Change of dissolved oxygen content of samples 理想的光敏剂需要有良好的生物相容性。以 COS 7
with time (a); ROS generation efficiency of 正常细胞为模型，考察了样品在避光条件下的毒性。
C 60 -Mn-PEG-FA with different mass concentrations 由图 6 可知，在 0~200 mg/L 的质量浓度范围内，
(b); T1-weighted MR images of C 60 -Mn-PEG-FA
with different concentrations of at pH 6.5 and 7.4 C 60 -Mn-PEG-FA 对 COS 7 细胞没有明显的毒副作
(c); T1 relaxation rate of C 60 -Mn-PEG-FA with 用，即使在质量浓度高达 200 mg/L 时，也只表现出
different concentrations at pH 6.5 and 7.4 (d)
对 COS 7 细胞轻微的抑制作用，但总体细胞活性均
肿瘤细胞在快速增殖的过程中，会产生微酸以 高于 95%，这一结果说明 C 60 -Mn-PEG-FA 具有良好
及乏氧的微环境，并分泌较多的 H 2 O 2 ，从而导致治 的生物安全性。