Ultrasound-Chargeable Persistent Luminescence Nanoparticles to Generate Self-Propelled Motion and Photothermal/NO Therapy for Synergistic Tumor Treatment

光热治疗 超声 纳米点 材料科学 发光 纳米颗粒 纳米技术 生物物理学 生物医学工程 光电子学 化学 医学 色谱法 生物
作者
Zhanlin Zhang,Hui Yan,Wenxiong Cao,Shuang Xie,Pan Ran,Kun Wei,Xiaohong Li
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (16): 16089-16106 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c04906
摘要

Cancer phototherapy indicates advantages in ease of manipulation, negligible drug resistance, and spatiotemporal control but is confronted with challenges in tumor cell accessibility and intermittent light excitation. Herein, we propose a strategy with persistent luminescence (PL)-excited photothermal therapy (PTT), concurrent thermophoresis-propelled motion, and PL-triggered NO release, where PL emission is chargeable by ultrasonication for readily applicable to deep tumors. Mechanoluminescent (ML) nanodots of SrAl2O4:Eu2+ (SAOE) and PL nanodots of ZnGa2O4:Cr3+ (ZGC) were deposited on mesoporous silicates to obtain mSZ nanoparticles (NPs), followed by partially coating with polydopamine (PDA) caps and loading NO donors to prepare Janus mSZ@PDA-NO NPs. The ML emission bands of SAOE nanodots overlap with the excitation band of ZGC, and the persistent near-infrared (NIR) emission could be repeatedly activated by ultrasonication. The PL emission acts as an internal NIR source to produce a thermophoretic force and NO gas propellers to drive the motion of Janus NPs. Compared with the commonly used intermittent NIR illumination at both 660 and 808 nm, the persistent motion of ultrasound-activated NPs enhances cellular uptake and long-lasting PTT and intracellular NO levels to combat tumor cells without the use of any chemotherapeutic drugs. The ultrasound-activated persistent motion promotes intratumoral accumulation and tumor distribution of PTT/NO therapeutics and exhibits significantly higher tumor growth inhibition, longer animal survival, and larger intratumoral NO levels than those who experience external NIR illumination. Thus, this study demonstrates a strategy to activate PL emissions and construct PL-excited nanomotors for phototherapy in deep tissues.
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