Boosting H2O2‐Guided Chemodynamic Therapy of Cancer by Enhancing Reaction Kinetics through Versatile Biomimetic Fenton Nanocatalysts and the Second Near‐Infrared Light Irradiation

动力学 材料科学 纳米材料基催化剂 活性氧 辐照 化学动力学 化学 纳米颗粒 光化学 芬顿反应 激进的 核化学 纳米技术 生物化学 物理 核物理学 量子力学
作者
Tingting Wang,Hao Zhang,Hanghang Liu,Qiang Yuan,Feng Ren,Yaobao Han,Qiao Sun,Zhen Li,Mingyuan Gao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:30 (3) 被引量:210
标识
DOI:10.1002/adfm.201906128
摘要

Abstract Fenton reaction–based chemodynamic therapy (CDT) has attracted considerable attention for tumor treatment, because the Fenton reaction can degrade endogenous H 2 O 2 within the tumor to form reactive oxygen species (ROS) to kill cancer cells. The kinetics of the Fenton reaction has significantly influenced its treatment efficacy. It is crucial to enhance the reaction kinetics at the maximum H 2 O 2 concentration to quickly produce vast amounts of ROS to achieve treatment efficacy, which to date, has not been realized. Herein, reported is an efficacious CDT treatment of breast cancer using biomimetic CS‐GOD@CM nanocatalysts, which are rationally designed to significantly boost the Fenton reaction through improvement of H 2 O 2 concentration within tumors, and application of the second near‐infrared (NIR‐II) light irradiation at the maximum concentration, which is monitored by photoacoustic imaging. The biomimetic nanocatalysts are composed of ultra‐small Cu 2− x Se (CS) nanoparticles, glucose oxidase (GOD), and tumor cell membrane (CM). The nanocatalysts can be retained in tumor for more than two days to oxidize glucose and produce an approximately 2.6‐fold increase in H 2 O 2 to enhance the Fenton reaction under the NIR‐II irradiation. This work demonstrates for the first time the CDT treatment of cancer enhanced by the NIR‐II light.
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