作者开发了一种配体工程方法，在Au NC表面上连接分子转子（炔基TPE）设计了原子级精确的纳米机器，锚定在Au NC表面的分子转子可以提高界面热导率。与其他类型的分子转子相比，TPE中苯环在室温下的无障碍翻转速度（翻转速率~1.0×104 Hz）有利于纳米团簇周围的热扩散。PTG纳米机器是通过在室温下用NaBH4在二氯甲烷中还原金属前体AuPPh3BF4和(TPEC−CAu)n来制备的，电喷雾电离飞行时间质谱证实了分子离子的形成精确的纳米机器。单晶X射线衍射结果揭示了纳米机器中金原子和配体的排列，证实了这种超结构的原子精度。
作者建立了纳米机器的原子结构后，研究了配体单层内的界面相互作用。作者观察到，TPE和TPP的相邻苯环之间存在π-π、C-H…π和H…H相互作用。从内层到外层，苯环的自由体积也增加。这种配体排列促进了TPE中苯环旋转自由度的增强，使得PTG纳米机器在四氢呋喃中的溶解度增加了约500倍。秒瞬态吸收测量来探测了PTG纳米机器中的能量耗散过程，证实了纳米机器的能量耗散机制。作者通过ESA衰减图揭示了PTG纳米机器中激子的产生和复合动力学，表明热能可以通过激子-声子、声子-声子耦合和结构弛豫产生并有效消散。
图 原子精确纳米机器配体单层界面相互作用的结构分析
作者通过固态核磁共振和变温1H NMR研究了TPE在金核表面的旋转能力，结果表明，单炔基TPE在固态下具有约749 s的长弛豫时间，表明其分子内运动受到抑制。相反，纳米机器的TPE部分的弛豫时间短至6.83秒，表明分子内运动大大增强。VT 1H NMR实验表明，随着温度降低，质子与附近苯环之间的相互作用增强，限制了苯环的旋转并增强了苯环的屏蔽效应。
图 PTG纳米机器在近红外辐射下的旋转能力及其结构完整性
作者评估了PTG纳米机器在高极性溶剂、聚合物基质和细胞等不同环境中的性能。结果表明PTG纳米机器具有良好的渗透性和增强的保留效应，可能会促进肿瘤的吸收。PTG NP 的光热稳定性证实了其光热材料的特征，在激光照射的五个周期中，PTG NP 的光热转化几乎保持恒定。哺乳动物细胞内的光稳定性研究表明，PTG NPs的细胞杀伤能力比对照组强约17.9%，且稳定性大大提高。
最后，作者评估了PTG纳米颗粒在小鼠体内的光热转换效率，研究了PTG NP对浅表肿瘤细胞的细胞毒性。PTG NP的体内毒理学研究显示，没有明显的感染、炎症或主要器官损伤的迹象，且对治疗小鼠的血液化学影响极小，PTG NPs在静脉注射后12小时逐渐从肝脏和脾脏中清除。作者在携带原位MCF-7人类乳腺肿瘤的异种移植小鼠中挑战了PTG NP的癌症PTT，经过PTG NPs+NIR激光治疗的肿瘤得到极大抑制，并在7天后完全消除。与单独使用PTG NP或激光治疗相比，使用PTG NPs+激光治疗的小鼠存活率要高得多。
图 PTG NPs在小鼠体内的光热转换效率、药代动力学特征和生物分布
图 基于PTG-NP的PTT治疗肿瘤的疗效
