《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》：Tunable Gelatin-coated Biosynthesized Gold Nanotriangles: Thermoplasmonic Performance and In Vitro Therapeutic Potential via On-Demand Visible-NIR LED Activation
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本研究针对传统光热治疗中激光设备昂贵、合成方法使用有毒表面活性剂等问题，开发了一种绿色生物合成的明胶包被金纳米三角(AuNTs)。研究人员通过调控尺寸和形貌，将其纵向局域表面等离子体共振(LSPR)精确调谐至880-1090 nm的近红外II区窗口，并在低成本LED照射下系统评估了其热等离子体性能，最高光热转换效率达~65%。体外实验证实其良好生物相容性，并在LED-850 nm照射下对MCF-7乳腺癌细胞产生显著光热毒性(47%)。该研究为临床转化提供了新型光热治疗平台。
在生物医学领域，贵金属纳米材料因其独特的光学性质已成为研究热点，其中金纳米颗粒(AuNPs)在光热治疗(PPTT)中展现出巨大潜力。然而，传统合成方法往往使用细胞毒性表面活性剂如CTAB，且各向异性纳米颗粒的制备步骤繁琐。更重要的是，当前光热治疗多依赖昂贵激光设备，限制了其临床转化。与此同时，近红外II区(1000-1400 nm)作为新兴生物窗口，具有更深组织穿透性和更低组织自发荧光等优势，但针对该窗口的高效光热纳米材料研究仍不充分。
针对这些挑战，来自巴贝什-博利亚伊大学的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》上发表了一项创新性研究。他们开发了一种绿色、无表面活性剂的生物合成方法，利用明胶作为多功能稳定剂和生物相容性封端剂，成功制备了可调谐的金纳米三角(AuNTs)。该研究首次系统评估了生物合成AuNTs在可见光和近红外生物窗口下的热等离子体性能，并探索了其LED驱动的光热治疗潜力。
研究人员主要采用了几个关键技术方法：通过调控抗坏血酸体积实现AuNTs尺寸和形貌的精确控制；利用紫外-可见-近红外光谱(UV-VIS-NIR)和透射电子显微镜(TEM)进行光学和形貌表征；采用时域有限差分法(FDTD)模拟光学响应；使用LED光源(405-1100 nm)系统评估光热性能；并选择MDA-MB-231和MCF-7两种乳腺癌细胞系进行体外生物相容性和光热治疗效果评估。
光学和形貌表征结果
通过调控还原剂体积，研究人员成功合成了三种不同尺寸的AuNTs样品，其纵向LSPR峰分别位于880 nm、1010 nm和1090 nm。TEM图像证实了三角形纳米结构的形成，同时显示存在约60 nm的球形金纳米颗粒(AuNSs)副产物。FDTD模拟结果与实验数据高度吻合，揭示了吸收和散射对总消光的相对贡献。
热等离子体性能研究
系统评估显示，AuNTs在可见光和近红外区域均表现出优异的光热转换性能。在LED-530 nm照射下，由于球形副产物和AuNTs四极共振模式的共同贡献，AuNTs 880 nm样品的光热转换效率高达97%。在近红外区域，LED-970 nm照射下达到约65%的转换效率。值得注意的是，即使与激光光源相比，LED也表现出可比拟的性能，但具有成本低、操作简便等优势。
细胞活力影响
生物相容性实验表明，明胶稳定的AuNTs在两种乳腺癌细胞系中均表现出可忽略的内在细胞毒性。暗场显微镜观察证实了AuNTs在细胞内的有效摄取，主要分布在核周区域。
体外照射治疗效果
光热治疗实验揭示了细胞类型依赖性的响应差异。在MDA-MB-231细胞中，AuNTs结合LED照射仅引起轻度细胞毒性；而在MCF-7细胞中，LED-850 nm照射结合AuNTs处理可诱导47%的细胞死亡率。相衬显微镜观察显示典型的细胞凋亡形态学特征。
该研究成功开发了一种绿色、可扩展的AuNTs生物合成策略，并首次系统证明了其在LED照射下的高效光热性能。明胶包被不仅确保了纳米颗粒的生物相容性，还为其功能化修饰提供了可能。研究结果强调了LED作为临床可行光源的潜力，特别是其在近红外II区窗口的治疗优势。不同乳腺癌细胞系的差异性响应提示了个性化治疗的重要性，为未来肿瘤靶向纳米治疗策略的设计提供了重要参考。这项研究为推进低成本、高效率的光热治疗临床转化迈出了关键一步，展示了生物合成纳米材料在生物医学应用中的广阔前景。
