作者開發了一種配體工程方法，在Au NC表面上連接分子轉子（炔基TPE）設計了原子級精確的納米機器，錨定在Au NC表面的分子轉子可以提高界面熱導率。與其他類型的分子轉子相比，TPE中苯環在室溫下的無障礙翻轉速度（翻轉速率~1.0×104?Hz）有利于納米團簇周圍的熱擴散。PTG納米機器是通過在室溫下用NaBH4在二氯甲烷中還原金屬前體AuPPh3BF4和(TPEC?CAu)n來制備的，電噴霧電離飛行時間質譜證實了分子離子的形成精確的納米機器。單晶X射線衍射結果揭示了納米機器中金原子和配體的排列，證實了這種超結構的原子精度。
作者建立了納米機器的原子結構后，研究了配體單層內的界面相互作用。作者觀察到，TPE和TPP的相鄰苯環之間存在π-π、C-H…π和H…H相互作用。從內層到外層，苯環的自由體積也增加。這種配體排列促進了TPE中苯環旋轉自由度的增強，使得PTG納米機器在四氫呋喃中的溶解度增加了約500倍。秒瞬態吸收測量來探測了PTG納米機器中的能量耗散過程，證實了納米機器的能量耗散機制。作者通過ESA衰減圖揭示了PTG納米機器中激子的產生和復合動力學，表明熱能可以通過激子-聲子、聲子-聲子耦合和結構弛豫產生并有效消散。
圖 原子精確納米機器配體單層界面相互作用的結構分析
作者通過固態核磁共振和變溫1H NMR研究了TPE在金核表面的旋轉能力，結果表明，單炔基TPE在固態下具有約749?s的長弛豫時間，表明其分子內運動受到抑制。相反，納米機器的TPE部分的弛豫時間短至6.83秒，表明分子內運動大大增強。VT 1H NMR實驗表明，隨著溫度降低，質子與附近苯環之間的相互作用增強，限制了苯環的旋轉并增強了苯環的屏蔽效應。
圖 PTG納米機器在近紅外輻射下的旋轉能力及其結構完整性
作者評估了PTG納米機器在高極性溶劑、聚合物基質和細胞等不同環境中的性能。結果表明PTG納米機器具有良好的滲透性和增強的保留效應，可能會促進腫瘤的吸收。PTG NP 的光熱穩定性證實了其光熱材料的特征，在激光照射的五個周期中，PTG NP 的光熱轉化幾乎保持恒定。哺乳動物細胞內的光穩定性研究表明，PTG NPs的細胞殺傷能力比對照組強約17.9%，且穩定性大大提高。
最后，作者評估了PTG納米顆粒在小鼠體內的光熱轉換效率，研究了PTG NP對淺表腫瘤細胞的細胞毒性。PTG NP的體內毒理學研究顯示，沒有明顯的感染、炎癥或主要器官損傷的跡象，且對治療小鼠的血液化學影響極小，PTG NPs在靜脈注射后12小時逐漸從肝臟和脾臟中清除。作者在攜帶原位MCF-7人類乳腺腫瘤的異種移植小鼠中挑戰了PTG NP的癌癥PTT，經過PTG NPs+NIR激光治療的腫瘤得到極大抑制，并在7天后完全消除。與單獨使用PTG NP或激光治療相比，使用PTG NPs+激光治療的小鼠存活率要高得多。
圖 PTG NPs在小鼠體內的光熱轉換效率、藥代動力學特征和生物分布
圖 基于PTG-NP的PTT治療腫瘤的療效
