一、文章概述

2DMXene，Ti3C2(TC)，由于其生物相容性和优异的光热转化能力，在光热治疗(PTT)中显示出了巨大的应用潜力。然而，由于单药治疗的基本缺陷和复杂的肿瘤微环境(TME)，一些肿瘤消融很难通过单药治疗完全实现。在这篇文章中，作者将适当的掺杂的Fe2+离子固定在二维超薄TC纳米片层中，通过层间静电吸附，合成了一种新型的Fe(II)-Ti3C2(FTC)多功能纳米壳。

基于亚铁离子的Fenton反应赋予了FTC近红外(NIR)激光触发的释放和谷胱甘肽(GSH)抑制,对缺氧的TME具有良好的生物相容性和疗效。同时，磁共振成像(MRI)揭示了作为综合诊断和治疗纳米平台的潜力。

图1.FTC的SEM图像。

从扫描电镜中可以清楚地观察到FTC的每一个侧层,周围元素作图显示，Ti、C、F和Fe元素在FTC中均匀分散。

图2.TC and FTC的AFM图像和高度轮廓。

用原子力显微镜比较了TC和FTC的厚度(AFM，图2b，c)。TC显示了完整的单层Ti3C2Tx(T=-F，-O，-OH，表面的悬浮部分)结构 厚度约为2.91nm，相当于5个单原子层的厚度；FTC的AFM光谱显示了一个层状结构，其平均层间间距扩大了3.42nm。

图3 .d)TC和e)FTC的HRTEM图像。

TC显示出2.89nm的清晰晶格条纹，而FTC显示出纳米片边缘为3.44nm。考虑到观察到的0.275nm的差异大于Fe离子的半径(0.124nm)，这证实了引入的Fe2+离子导致了双层间距的增加。通过增加d间距，可以优化亚铁离子的迁移和释放。此外，TC表示薄片边缘的一些小点，由于暴露于大气中，氧化导致生成了二氧化钛。FTC的平滑表面表明它不容易被氧化，而是相邻层之间的亚铁离子迅速占据了氧化的空位。（插入图像显示从虚线方块中捕获的晶格条纹）。

图4.元素的内部结构和价态。

图a是TC和FTC的粉末XRD模式，其中蓝色部分表示残留的FeCl₂.4H₂O。图b是FTC和TC从100-550cm⁻¹的部分拉曼光谱。

图5.对DFT结构和物理性能的计算。

如图5所示，a的TC和b的FTC结构模型的侧面（左）和顶部（右）视图，其中蓝色、棕色、红色、灰色、金分别对应于Ti、C、O、H、Fe。c图和d图分别是TC、FTC的状态密度。e图是FTC（110）平面的平面内电子定位函数(ELF)映射。f图是FTC的差分电荷密度。等位面设置为0.01eA−3。蓝色表示电子消散，黄色表示电子聚集。

图5.不同浓度的FTC图。

由上述实验可以表明，由于Ti3C2层之间存在桥接Fe²⁺，提高了FTC的导电率，这直接提高了其光热转换率。作者为了证实其设计，制备了不同浓度的FTC。

图6.在体内评估抗肿瘤的疗效和安全性。

三、全文总结

综上所述，作者开发了一种基于Fe(II)掺杂的2DTi3C2为优越的区域光热和ROS转化为有效的无活性肿瘤。剥离的超薄Ti3C2Tx与Fe²⁺离子结合，实现了NIR照射下亚铁离子的存储和释放，这使其对芬顿反应的协同效应具有良好的CDT效应。GSH减少到产生ROS并克服TME中的缺氧。同时，层间的Fe2+离子在c轴上构建了导电层，促进了电荷在c轴层内的传输和改善 FTC的横向电导率。因此，本研究为ti3c2多功能生物制剂的应用开辟了新的视野。更值得称赞的是，它为开发MXenes(Nb2C、V2C和Ti3C2）用于癌症治疗提供了全新的见解，不局限于作为光热剂，也被视为ROS生成的药物载体或生物成像的传感器。