在生物成像和光诊疗学领域，通过对材料的结构调整以控制其光学性质是探索新材料，发现新应用的重要且常见方式。贵金属就是其中较为主要的一类原料，但通常的贵金属材料存在两个明显缺点：一、激发波长通常落在可见光和近红外一区（NIR-I，700 – 1000 nm），这使得成像的深度降低，同时无法与组织发生明显的作用；二、该类材料通常不具备激活功能（即始终在线，Always-on），使得难以从成像中分辨目标和其他无关组织，同时可能会存在未知副反应。

在这样的背景下，作者Chunyu Zhou等人将目标放在更高信噪比、更大成像深度的近红外二区（NIR-II，1000 – 1700 nm），开发能够对肿瘤微环境进行响应的贵金属纳米材料。该材料以金纳米粒子（Gold nanoparticles，AuNPs）为主体（见图1），在乙醇和水的混合体系中使其形成纳米链（Nanochain）。之后引入四乙氧基硅烷（Tetraethyl orthosilicate，TEOS），水解后包裹金纳米链，形成核鞘结构（Core-sheath nanostructure，AuNCs@SiO₂）。注射至小鼠体内后，因肿瘤微环境（Tumor microenvironment，TME）中高H₂O₂水平触发邻近金纳米颗粒在AuNCs@SiO₂的有限局部空间内融合，从而产生了具有强NIR-II吸收的串状结构。

图1：AuNCs@SiO₂作用示意图

因AuNCs@SiO₂具有TME激活特性，因此不容易受其他组织的影响，表现出优异的光声成像性能（图2）。

图2：正常组织与肿瘤组织的超声、光声成像对比

同时，AuNCs@SiO₂在1064 nm处光热转换效率高达82.2%（图3），可导致癌细胞严重死亡，显著抑制肿瘤生长（图4、5、6）。

图3：AuNCs@SiO₂与其他已报道的光热治疗试剂的转换效率对比：1) AuNCs@SiO₂; 2) Au₃Cu@PEG TPNCs; 3) Au-wires-on-AuNR; 4) Pt Spiral; 5) Cu₂MnS₂ NPs; 6) Nb₂C (Mxene); 7) Cu₃BiS₃ NRs; 8) L-Pdots; 9) TBDOPV-DT NPs; 10) SPN-DT

图4：注射PBS和AuNCs@SiO₂的荷4T1瘤小鼠光热红外热成像（1064 nm NIR-II激光，0.5 W/cm²）

图5：注射PBS和AuNCs@SiO₂后，肿瘤部位温度与照射时长的变化趋势

总结：作者成功合成出具有TME响应的、同时具有光声成像和光热治疗功能的二氧化硅包裹自组装金纳米链。通过TME中高浓度H₂O₂水，使金纳米粒子表面柠檬酸氧化，进而脱离纳米粒子表面，导致金纳米粒子融合，产生强NIR-II吸收。这一新型材料或许能够为准确非侵入性诊疗打开新的大门。

美国PhotoSound 小动物3D光声/荧光成像系统 (PAFT)

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