石墨烯量子点在癌症治疗中的新兴应用

研究背景

石墨烯量子点（GQDs）作为一种新兴的纳米材料，凭借其卓越的光学和热性能在生物医学领域展现出巨大潜力。GQDs独特的电子结构赋予纳米材料丰富的生物医学特性，如可调的光致发光（PL）功能，用于荧光生物成像和生物传感；高负载能力的小分子药物传递；吸收入射辐射的能力，用于光热和光动力疗法的癌症治疗能力。在针对癌症的光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT）中，GQDs通过光激发能够产生足以杀死癌细胞的热量或活性氧（ROS）。此外，GQDs的表面易于功能化，可实现靶向药物传递，提高治疗的精确性和效率。

本文深入探讨了石墨烯量子点（GQDs）在癌症治疗中的应用，聚焦其在光动力/光热疗法（PDT/PTT）和高温疗法中的应用。详细介绍了GQDs的不同合成技术，包括自上而下的物理或化学方法和自下而上的化学合成方法，以及这些方法对GQDs尺寸、形状和化学组成的影响。文章还深入分析了GQDs在临床应用中面临的挑战，如稳定性、生物相容性和靶向效率等。此外，本文还讨论了GQDs在乳腺癌、宫颈癌和肺癌等癌症治疗中的应用实例，以及通过不同药物载体和成像技术提高治疗效果的方法，为GQDs的临床转化提供重要参考和依据。

原文信息

Tade RS, More MP. Emerging Application of Graphene Quantum Dots in Photodynamic/Photothermal and Hyperthermia Therapies for Cancer Treatment. Nano Biomedicine and Engineering, 2024.

摘要

本文研究了石墨烯量子点（GQDs）在癌症治疗中的应用现状，重点探讨了其在光动力疗法（PDT）、光热疗法（PTT）以及高温疗法中的多功能应用。作为纳米级碳基材料，GQDs凭借卓越的光学和热性能在生物医学领域，尤其是癌症治疗中展现出巨大潜力。文章综述了GQDs合成、功能化及其药物传递原理，分析了基于GQDs的PDT/PTT癌症治疗策略的发展趋势与差异，展示了通过多种技术和方法最大化治疗效果的手段。此外，文章探讨了在临床环境中实施基于GQDs的PDT/PTT策略所面临的关键挑战，包括药物合成和配方的可扩展性、成本等，展望了GQDs在未来多模态治疗中的应用。

研究结论

文章提出GQDs未来的研究方向包括：改进合成技术以提高GQDs的生产效率和产量，优化GQDs功能化策略以扩展其治疗能力；改进递送系统以提高其稳定性，增强GQDs在肿瘤中的靶向率和积累，从而提高治疗效率并减少副作用；研究其长期效果和潜在毒性，确保GQDs在癌症治疗中的安全使用。