Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Карбоновые точки @ Платиновый порфириновый композит в качестве тераностического наноагента для эффективной фотодинамической терапии рака

Аннотация

Фотосенсибилизаторы - это светочувствительные молекулы, которые обладают высокой гидрофобностью, что затрудняет их использование для фотодинамической терапии. Следовательно, были предприняты значительные усилия по развитию носителей для доставки PS. Здесь мы синтезировали новый тераностический наноагент (CQDs @ PtPor) за счет электростатического взаимодействия между тетраплатинированным порфириновым комплексом (PtPor) и отрицательно заряженными CQD. Размер и морфология полученных CQD и CQD @ PtPor были охарактеризованы рядом методов, таких как XRD, TEM, XPS и FTIR-спектроскопия. Композит CQDs @ PtPor объединяет оптические свойства CQD и противораковую функцию порфирина в единое целое. Спектральные результаты свидетельствуют об эффективном резонансном переносе энергии от УКТ к PtPor в композите CQDs @ PtPor. Впечатляет то, что композит CQDs @ PtPor показал более сильный эффект PDT, чем эффект органического молекулярного PtPor, что позволяет предположить, что CQDs @ PtPor имеет преимущество перед традиционным составом, что объясняется повышенной эффективностью 1 О 2 производство PtPor с помощью CQD. Таким образом, этот лекарственный наноноситель на основе CQD продемонстрировал повышенную эффективность ингибирования опухолей, а также низкие побочные эффекты in vitro, что свидетельствует о значительном потенциале применения в терапии рака.

Фон

Фотодинамическая терапия (ФДТ) широко применяется в качестве многообещающего неинвазивного терапевтического метода лечения многих заболеваний человека, включая некоторые состояния кожи, возрастную деградацию желтого пятна и рак [1]. ФДТ можно использовать отдельно или в сочетании с хирургическим вмешательством, химиотерапией или ионизирующим излучением [2]. В фотодинамической терапии фотосенсибилизаторы (ФС) облучаются светом определенной длины волны, который запускает генерацию активных форм кислорода из внутриклеточного кислорода, которые, следовательно, вызывают гибель клеток и некроз проксимальных тканей [3,4,5,6]. Поскольку фотосенсибилизаторы без света обычно безвредны, лечение опухоли может быть точно направлено с помощью селективного освещения, что ограничивает повреждение окружающих здоровых тканей [7,8,9]. Было продемонстрировано, что активируемые фотосенсибилизаторы, такие как производные порфирина и фталоцианинов, обладают возможностями одновременной визуализации и терапии рака, и некоторые из этих фотосенсибилизаторов были одобрены для клинического использования [10, 11]. Однако многие из них ограничены из-за плохой растворимости в воде, длительной кожной светочувствительности, недостаточной селективности и их неспособности абсорбироваться в области (> 700 нм), где кожа наиболее прозрачна, что встречается в клинических применениях многочисленных традиционных химикаты. Поэтому были предложены многочисленные подходы для включения ПС в носители, такие как липосомы [12], полимерные наночастицы [13, 14], наночастицы золота [15,16,17], углеродные нанотрубки [18], графены [19] и углеродные наночастицы. наноточек [20,21,22].

В последнее время углеродные квантовые точки (УКТ) как новый тип углеродного наноматериала привлекли значительное внимание благодаря своим уникальным свойствам, таким как превосходные оптические свойства, отличная растворимость в воде, низкая токсичность, отличная биосовместимость, хорошая проницаемость для клеток и простота приготовления. и модификация. Таким образом, CQD продемонстрировали множество многообещающих применений в оптоэлектронике, зондировании [23, 24], тераностике [25, 26, 27] и биовизуализации. В течение последних нескольких лет были разработаны многочисленные методы синтеза различных ККТ, такие как гидротермальный метод, микроволновый метод, метод термической обработки и электрохимический метод [28]. Среди них широко известны гидротермальные методы с использованием природных прекурсоров для производства ККТ из-за их экологической природы [29, 30].

Более того, CQDs потенциально могут быть платформой для загрузки различных молекул из-за их большого количества поверхностных групп и разумной биосовместимости [31, 32]. В частности, будучи функционализированными различными химическими группами, CQD могут быть сконструированы с использованием различных функциональных элементов, таких как молекулы лекарств, протеин и аптамер, путем ковалентного или нековалентного взаимодействия для разнообразных биомедицинских приложений [33]. Например, в 2012 году Хуанг и др. разработал новую тераностическую платформу на основе углеродных точек, конъюгированных с фотосенсибилизатором. При облучении приготовленные CQD-Ce6 проявляли более сильное флуоресцентное излучение и более высокую фотодинамическую эффективность по сравнению с одним Ce6 [34]. В 2014 году Choi et al. разработали аналогичную тераностическую платформу на основе FA-конъюгированных CQD, загруженных ZnPc [3]. В том же году Wang et al. разработали конъюгаты путем электростатического связывания TMPyP с нетоксичными CQD [35]. В 2015 году Beack et al. синтезировали конъюгат CQDs-Ce6-HA, который показал гораздо более высокий фотодинамический эффект, чем у свободных Ce6 и CQDs-Ce6 [36].

Совсем недавно Naik et al. Сообщили о новом комплексе тетраплатинированных порфиринов. Результаты показали, что порфирин платины проявляет незначительную цитотоксичность в темноте, но IC 50 значения снижаются до 19 нМ при облучении лазером 420 нм, что позволяет предположить, что комплекс тетраплатинированного порфирина является многообещающим противораковым агентом для терапии рака [37]. Однако синтезированные тетраплатинированные порфирины обладают низкой биосовместимостью и растворимостью в воде, что ограничивает их клиническое использование. С этой целью здесь мы разрабатываем новый тераностический наноагент (CQDs @ PtPor) за счет электростатического взаимодействия между тетраплатинированным порфириновым комплексом (PtPor) и отрицательно заряженными CQD (схема 1). Композит CQDs @ PtPor объединяет оптические свойства CQD и противораковую функцию порфирина в единое целое. Спектральные результаты свидетельствуют об эффективном резонансном переносе энергии от УКТ к PtPor в композите CQDs @ PtPor. Впечатляет то, что CQDs @ PtPor показали более сильный эффект PDT, чем эффект одного PtPor, что можно отнести к более высокой эффективности 1 О 2 генерация PtPor с помощью CQD. Более того, небольшой размер CQDs @ PtPor может способствовать селективному накоплению в опухолевом участке за счет эффекта EPR. Таким образом, свежеприготовленный наноагнетик (CQDs @ PtPor) показал большой потенциал применения в терапии рака.

Схематическое изображение приготовления CQDs @ PtPor

Методы

Транс-платиновый диамминдихлорид (трансплатин) был приобретен у Aladdin®. 1,3-Дифенилизобензофуран (DPBF) был получен от Sigma-Aldrich. Все растворители были приобретены у Tianjin Fu Chen Chemical Reagents. Остальные химические вещества были приобретены у Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. и использованы в том виде, в котором они были получены.

Синтез [Trans-PtCl (NH 3 ) 2 ] 4 -5,10,15,20-Тетра (4-пиридил) -порфирин нитрат

Трансплатин (0,193 ммоль, 58 мг) и нитрат серебра (0,193 ммоль, 33 мг) растворяли в 5 мл ДМФ. Через 24 часа образовавшийся белый хлорид серебра удаляли из полученного мутного раствора путем центрифугирования для получения прозрачного раствора, который затем добавляли к суспензии 5,10,15,20-тетра (4-пиридил) порфирина. (0,487 ммоль, 30 мг) в 3 мл ДМФ. После перемешивания при 50 ° C в течение 48 ч смесь охлаждали до комнатной температуры. Затем добавляли 10 мл диэтилового эфира, чтобы получить красный осадок, который затем промывали метанолом, дихлорметаном и диэтиловым эфиром. Наконец, образец сушили под вакуумом, чтобы получить 81 мг продукта. Выход 86%. 1 H ЯМР (400 МГц; ДМСО-d 6 ):δ 9,45 (д, 8H), 9,14 (с, 8H), 8,52 (м-пиридил, д, 8H), 4,70 (NH 3 , с, 24H), - 3,04 (с, 2H); МС (ESI): м / z =1209 [M-3 (NO 3 ) -2 {PtCl (NH 3 ) 2 }] + , 1074 [М-4 (NO 3 ) -2 {PtCl (NH 3 ) 2 } -2NH 3 -Cl-2H] + , 883 [М-4 (NO 3 ) -3 {PtCl (NH 3 ) 2 }] + , 866 [M-4 (NO 3 ) -3 {PtCl (NH 3 ) 2 } -NH 3 ] + , 812 [M-4 (NO 3 ) -3 {PtCl (NH 3 ) 2 } -Cl-2 (NH 3 )] + , 574 [M-4 (NO 3 ) -2 {PtCl (NH 3 ) 2 }] 2+ .

Подготовка CQD

Обычно лимонную кислоту (0,45 г) и этилендиамин (500 мкл) растворяли в деионизированной воде (10 мл). Затем раствор переносили в автоклав с поли (тетрафторэтиленом) (тефлоном) (30 мл) и нагревали при 200 ° C в течение 5 часов. После реакции реакторы охлаждали до комнатной температуры водой или естественным путем. Неочищенный продукт коричнево-черного цвета очищали на центрифуге в течение 30 минут для удаления агломерированных частиц, а затем подвергали диализу против деионизированной воды для получения компакт-дисков.

Подготовка композитных CQD @ PtPor

Молекула PtPor, несущая четыре положительных заряда в пиридиновом кольце, может связываться с поверхностями отрицательно заряженных CQD посредством электростатического взаимодействия с получением композита CQDs @ PtPor. Обычно 20 мг PtPor, растворенного в 3 мл ДМСО, диспергировали в 12 мл воды. Раствор медленно добавляли к суспензии CQD (5 мг CQD растворяли в 15 мл H 2 O) при ультразвуковой обработке. После перемешивания при комнатной температуре в течение 24 часов раствор очищали на центрифуге в течение 30 минут для удаления агломерированных частиц, а затем диализовали против деионизированной воды в течение 2 дней. Водный раствор CQDs @ PtPor лиофилизировали при 4 ° C с получением желаемого продукта.

Расчет квантового выхода CQD

Квантовый выход CQD измеряли с использованием сульфата хинина в качестве стандарта (0,1 M H 2 SO 4 водный раствор, квантовый выход флуоресценции ∼ 54%) по следующему уравнению:

$$ \ upvarphi \ kern0.5em =\ kern0.5em {\ upvarphi} _ {\ mathrm {st}} \ left (I / {I} _ {\ mathrm {st}} \ right) \; {\ left ( \ upeta / {\ upeta} _ {\ mathrm {st}} \ right)} ^ 2 $$

Где Φ - квантовый выход фуоресценции, I - наклон кривых, η - показатель преломления растворителя. Нижний индекс «st» относится к эталону известного квантового выхода (сульфат хинина в 0,1 M H 2 SO 4 ). Поглощение поддерживали ниже 0,1 при длине волны возбуждения 360 нм, чтобы минимизировать реабсорбцию.

Генерация синглетного кислорода

Раствор образца и 3-дифенилизобензофуран облучали в стеклянной кювете (3 мл) при комнатной температуре. Спад поглощения DPBF при 415 нм измеряли при интервалах облучения от 3 до 30 минут. Производство синглетного кислорода оценивали качественно с помощью DPBF, гасителя синглетного кислорода. Процент уменьшения поглощения DPBF, пропорциональный производству 1 О 2 , оценивали по разнице между исходной абсорбцией и абсорбцией после заданного периода облучения. Каждый эксперимент повторялся трижды.

Анализ цитотоксичности CQD, PtPor и CQD @ PtPor

Клетки карциномы шейки матки (HeLa) культивировали в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM), с добавлением 5% фетальной телячьей сыворотки (FCS), 100 Ед / мл пенициллина, 100 мкг / мл стрептомицина при 37 ° C и 6% CO 2 . Анализ жизнеспособности метилтиазолилтетразолия (МТТ) выполняли стандартным методом. Вкратце, клетки HeLa (3 × 10 3 / лунку) высевали в 96-луночные планшеты за 24 ч до воздействия лекарств. Клетки обрабатывали образцами в течение ночи в темноте. Цитотоксичность определяли с помощью анализа восстановления МТТ. Монослои клеток дважды промывали фосфатно-солевым буфером (PBS), а затем инкубировали с 50 мкл раствора МТТ (0,5 мг / мл) при 37 ° C в течение 3 часов. После удаления среды добавляли 100 мкл ДМСО. Раствор встряхивали 30 мин для растворения образовавшихся кристаллов формазана в живых клетках. Поглощение измеряли при двух длинах волн, 540 нм и 690 нм, на считывающем устройстве для микропланшетов Labsystem Multiskan (Merck Eurolab, Швейцария). Каждую дозированную концентрацию проводили в трех повторностях лунок и дважды повторяли для анализа МТТ.

Фотоцитотоксичность образцов оценивали по аналогичному протоколу. Обычно клетки HeLa (3 × 10 3 на лунку) инкубировали в 96-луночных планшетах в течение 24 ч до воздействия препаратов. Клетки обрабатывали образцами в темноте в течение ночи. После этого клетки подвергали воздействию ксеноновой лампы мощностью 50 Вт, снабженной теплоизолирующим фильтром и длиннопроходным фильтром с длиной волны 500 нм, в течение 10 мин. Плотность энергии составляла 6 мВт / см 2 . . Жизнеспособность клеток определяли с помощью анализа восстановления МТТ.

Приложения для биовизуализации CQD @ PtPor

Визуализацию клеток оценивали с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа. Клетки HeLa (5 × 10 4 клеток на лунку) высевали в 6-луночные культуральные планшеты и оставляли для прилипания в течение 12 часов. Затем клетки обрабатывали CQD @ PtPor (0,25 мг / мл) при 37 ° C в течение 1 часа. После этого супернатант осторожно удаляли и клетки трижды промывали PBS. Затем слайды были установлены и исследованы с помощью конфокального микроскопа (Zeiss Laser Scanning Confocal Microscope; LSM7 DUO) с использованием программного обеспечения ZEN 2009 (Carl Zeiss).

Результаты

Подготовка CQD @ PtPor

CQD были получены посредством гидротермальной реакции в одном реакторе в соответствии с методом, описанным в литературе [38], как показано на схеме 1. PtPor был синтезирован путем комплексообразования замещенного трансплатина с 5, 10, 15, 20-тетра (4-пиридилом). ) порфирин по заявленной методике [37]. Поскольку молекула PtPor имеет четыре положительных заряда в пиридиновом кольце, которые могут связываться с поверхностями отрицательно заряженных CQD посредством электростатического взаимодействия, давая желаемый композит CQDs @ PtPor.

Характеристика CQD @ PtPor

Изображения, полученные с помощью просвечивающего электронного микроскопа (рис. 1 слева), показывают, что свежеприготовленные ККТ и ККТ @ PtPor однородно распределены с одинаковыми размерами. Размер частиц, показанный на рис. 1 справа, является узким (1–9 нм), а средний размер, определенный по гистограмме, составляет 2,5 и 7,6 нм для CQD и CQD @ PtPor, соответственно. Средний размер CQD @ PtPor больше, чем у CQD, вероятно, из-за адсорбции молекулы PtPor на поверхности CQD в результате электростатического взаимодействия.

Изображения ПЭМ (слева) и соответствующие гистограммы распределения размеров (справа) a CQD и b CQD @ PtPor

На рис. 2а показана картина дифракции рентгеновских лучей (XRD) синтезированных ККТ. Широкий пик XRD CQD появляется около 23 °, указывая на неупорядоченную структуру CQD [39]. Функциональные группы ККТ охарактеризованы с помощью ИК-Фурье спектроскопии. Как показано на рис. 2b, широкие пики от 3000 до 3500 см −1 приписываются валентным колебаниям O-H и N-H, что указывает на присутствие гидроксильных и аминогрупп. Пики на 1150 и 1230 см −1 относятся к валентным колебаниям C-O и C-N соответственно. Амидная связь подтверждается типичными пиками при 1678 и 1392 см -1 . , приписываемые колебаниям амидов C =O и C-N соответственно. Наконец, пик на 1600 см −1 обозначается как связь C =C / C =N. По сравнению с результатами FTIR лимонной кислоты, CQD не показали какой-либо значимой характеристической абсорбции лимонной кислоты (CA), что указывает на то, что CA должна в основном карбонизироваться в процессе гидролиза. Кроме того, новый острый пик на 1700 см −1 , приписываемый амидной связи, что указывает на то, что этилендиамин должен функционализировать на поверхности CQD через связь -CONH-. Средний диаметр и гранулометрический состав CQD и CQD @ PtPor были определены с помощью измерения DLS (дополнительный файл 1:рисунок S1 и рисунок 2c). Как показано на фиг. 2c, средний размер CQD @ PtPor составляет около 9,2 нм, что согласуется с результатом теста ТЕА. Далее проводили измерение дзета-потенциала для подтверждения конъюгации между CQD и PtPor. Как показано на рис. 3d, дзета-потенциал свободных ККТ составляет -15.6 мВ из-за отрицательных зарядов на поверхности. После конъюгации с PtPor дзета-потенциал композита CQDs @ PtPor был изменен до 4,5 мВ, что указывает на успешное покрытие CQD молекулами PtPor.

Диаграмма XRD CQD ( a ). Спектр FTIR CQD ( b ). Распределение размеров частиц CQD @ PtPor, измеренное методом динамического рассеяния света ( c ). Дзета-потенциал CQD и CQD @ PtPor ( d )

Спектр обзора XPS ( a ) и C 1s ( b ), N 1 с ( c ) и O 1s ( d ) XPS-спектры ККТ высокого разрешения

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) была проведена для дальнейшего исследования химического состава CQD (рис. 3) и CQD @ PtPor (дополнительный файл 1:рис. S2). Обзорный спектр ККТ на рис. 3a показывает, что на поверхности присутствуют элементы C, N и O с соответствующими сигналами при 535, 402 и 283 эВ соответственно [40]. Сигнал C 1s, показанный на фиг. 3b, имеет три отдельных пика при 284,4 эВ, 286,3 эВ и 288,2 эВ, которые относятся к связи C-C, связи C-O и связи C =O соответственно. XPS N 1 высокого разрешения, показанный на рис. 3c, снабжен тремя пиками с энергиями связи 395,3, 399,1 и 402,2 эВ, соответствующими пиридиноподобному N, пиррольному N и четвертичному N, соответственно [41]. При деконволюции O 1 наблюдаются пики C-O и O-H (рис. 3d), что указывает на существование больших карбоксильных групп на поверхности CQD.

Фотофизические свойства CQD @ PtPor

Спектры поглощения и флуоресценции в УФ-видимой области были получены для исследования фотофизических свойств композита. Как показано на рис. 4а, композит CQDs @ PtPor показал характерные пики от CQD и порфирина. Например, значительный пик поглощения около 360 нм, вероятно, был отнесен к переходу n → π * из ККТ [42], в то время как пики около 425 нм, 520 нм и 580 нм были отнесены к полосам сорета и Q порфирина. , соответственно. Водный раствор CQD показывает синее излучение при облучении 365-нм ультрафиолетовой (УФ) лампой. Кроме того, ККТ демонстрируют поведение ФЛ, зависящее от возбуждения, где пик излучения сдвигается с 460 до 552 нм при изменении длины волны возбуждения от 280 до 500 нм, как показано на фиг. 4b. Квантовый выход флуоресценции свежеприготовленных ККТ составил 36% с хининсульфатом в качестве эталона.

Поглощение в УФ-видимой области ( a ) и флуоресценции ( b ) спектры ККТ, PtPor и CQD @ PtPor. Спектры флуоресценции ( c ) ККТ с разными длинами волн возбуждения. Затухание флуоресценции ( d ) CQD и CQD @ PtPor. Концентрация образцов:CQD (5 мкг / мл), CQD @ PtPor (5 мкг / мл, 3 мкг / мл) и PtPor (3 мкг / мл)

Обсуждение

Эффект резонансного переноса энергии флуоресценции (FRET) в композите CQDs @ PtPor может быть исследован путем сравнения интенсивности флуоресценции CQDs @ PtPor с CQDs и PtPor. Спектры и интенсивности флуоресценции CQD, PtPor и CQD @ PtPor с одинаковой концентрацией были измерены при возбуждении на 360 нм (рис. 4c). Поскольку ККТ показали очень сильное поглощение на длине волны 360 нм (рис. 4а) с квантовым выходом ФЛ до 36%, они испускают очень сильную флуоресценцию. Напротив, поскольку поглощение PtPor при 360 нм очень низкое, а его квантовый выход ФЛ составляет менее 1%, PtPor демонстрирует очень слабое излучение. Примечательно, что интенсивность синего излучения (500 нм) в CQDs @ PtPor, очевидно, уменьшилась по сравнению со свободными CQD, в то время как красная эмиссия (660 нм) значительно усилилась по сравнению с излучением только PtPor, что указывает на эффективный перенос энергии в композите CQDs @ PtPor. . Время жизни флуоресценции CQD в композите CQDs @ PtPor уменьшилось по сравнению со свободным CQD, как показано на рис. 4d. Такое очевидное уменьшение времени жизни донора дополнительно указывает на эффективную резонансную передачу энергии от УКТ к PtPor в композите CQDs @ PtPor.

Поскольку производство синглетного кислорода является ключевым фактором в PDT, 1 О 2 образование определяли химическим методом с использованием 1,3-дифенилизобензофурана (DPBF) в качестве 1 О 2 мусорщик. Как правило, интенсивность поглощения DPBF будет постепенно уменьшаться в присутствии синглетного кислорода. Следовательно, скорость уменьшения интенсивности поглощения DPBF можно использовать для оценки относительного выхода синглетного кислорода. В этом эксперименте CQD (5 мг / мл), PtPor (5 мг / мл) или CQD @ PtPor (5 мг / мл) смешивали с DPBF (10 мМ), соответственно, с последующим облучением ксеноновой лампой. Как показано на фиг. 5a, после добавления CQD абсорбция DPBF не показывала никаких изменений с увеличением времени облучения, что указывает на то, что CQD не имели значительной продукции синглетного кислорода. Кроме того, композит CQDs @ PtPor продемонстрировал очень очевидную деградацию до DPBF, которая намного выше, чем у PtPor, что указывает на то, что 1 О 2 выход порфирина может быть увеличен за счет CQD. Между тем, производство 1 О 2 далее количественно определяли с использованием реагента дихлорфлуоресцеина (DCFH). Зеленая флуоресценция (λ em =525 нм) DCFH, как известно, количественно увеличивается, когда он вступает в реакцию с 1 О 2 генерируется из фотосенсибилизаторов. Как показано на рис. 5b, композит CQDs @ PtPor показал более высокую эффективность 1 . О 2 производство, чем у чистого PtPor. Этот результат хорошо согласуется с результатом, полученным методом DPBF.

Генерация синглетного кислорода CQD, PtPor и CQD @ PtPor методом DPBF ( a ) и метод DCFH ( b )

Цитотоксичность CQD, PtPor и CQD @ PtPor в отношении клеток HeLa тестировали с помощью анализа метилтиазолилтетразолия (МТТ). Как показано на фиг. 6а, все три образца показали незначительную цитотоксичность в отношении клеток HeLa после обработки в течение 24 часов в темноте. Более 90% раковых клеток все еще были живы, их концентрация увеличилась до 50 мкг / мл, что позволяет предположить, что все три образца не оказали неблагоприятного воздействия на раковые клетки в темноте. Более того, фотоцитотоксичность трех образцов была дополнительно оценена с использованием аналогичного метода. Как показано на фиг. 6b, после обработки раковых клеток CQDs @ PtPor в течение 24 часов с последующим световым облучением жизнеспособность клеток постепенно снижалась с увеличением концентрации образца. Когда концентрация CQD @ PtPor составляла 50 мкг / мл, выживаемость раковых клеток составляла всего 8%, что, по-видимому, было ниже, чем у одного PtPor (18%) и CQD (90%). Таким образом, композит CQDs @ PtPor продемонстрировал более высокую терапевтическую эффективность, чем эффективность одного PtPor, что позволяет предположить, что CQDs @ PtPor имеет преимущество перед традиционным составом, что, вероятно, приписывается повышенной эффективности генерации синглетного кислорода PtPor с помощью CQD.>

Темная цитотоксичность ( a ) и фотоцитотоксичность ( b ) CQD, PtPor и CQD @ PtPor в различных концентрациях

Поглощение клетками чистых CQD, PtPor и CQDs @ PtPor изучали с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа при возбуждении лазером с длиной волны 405 нм. Как показано на фиг. 7, композит CQDs @ PtPor в основном распределяется в цитоплазме клеток HeLa. Кроме того, изображение синей флуоресценции от CQD почти перекрывается с красным излучением от PtPor в композите CQDs @ PtPor, что указывает на то, что CQD и PtPor оставались в состоянии связывания после того, как композит CQDs @ PtPor попал в клетки. Эти результаты подтверждают, что композит CQDs @ PtPor стабилен в клеточной среде и может по-прежнему осуществлять резонансный перенос энергии флуоресценции в клетках.

Изображения конфокальной флуоресцентной микроскопии клеток HeLa при возбуждении 405 нм после обработки 50 мкг / мл чистых CQD ( a - c ), PtPor ( d - е ) и CQD @ PtPor ( g - я ) в течение 24 часов. а , d , г Светлое поле. б , e , ч Канал визуализации CQD, обнаруженный в диапазоне длин волн 410–450 нм. c , f , я Канал визуализации PtPor, обнаруженный с длиной проходной области 590 нм; (шкала =20 мкм)

Выводы

Новый тераностический наноагент (CQDs @ PtPor) был успешно разработан и разработан благодаря электростатическому взаимодействию между комплексом тетраплатинированного порфирина (PtPor) и отрицательно заряженными CQD. Свежеприготовленный композит CQDs @ PtPor продемонстрировал высокую диспергируемость в воде, хорошую стабильность и биосовместимость, а также улучшенное обнаружение флуоресценции фотосенсибилизатора. Эффект PDT CQDs @ PtPor был значительно усилен по сравнению с эффектом PtPor только, что позволяет предположить, что CQDs @ PtPor имеет преимущество перед традиционным составом из-за повышенной эффективности 1 О 2 генерация PtPor с помощью CQD. Таким образом, этот наноагент на основе CQD продемонстрировал повышенную терапевтическую эффективность в отношении раковых клеток, а также низкие побочные эффекты in vitro, демонстрируя большой потенциал его применения в клинике для лечения больных раком в ближайшем будущем.

История изменений

Сокращения

CA:

Лимонная кислота

CQD:

Квантовые точки углерода

DPBF:

1,3-дифенилизобензофуран

EDA:

Этилендиамин

MTT:

3- (4,5-Диметилтиазол-2-ил) -2,5-дифенилтетразолий бромид

PDT:

Фотодинамическая терапия

PS:

Фотосенсибилизаторы

ТЕМ:

Просвечивающий электронный микроскоп

UV:

Ультрафиолет

XPS:

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

XRD:

Рентгеновская дифракция


Наноматериалы

  1. Наночастицы для терапии рака:текущий прогресс и проблемы
  2. Многослойный композит MoS2 / ацетиленовый черный как эффективный анодный материал для литий-ионных батарей
  3. Простой подход к синтезу флуоресцентных квантовых точек углерода из сточных вод тофу
  4. Композит Na4Mn9O18 / углеродных нанотрубок как материал с высокими электрохимическими характеристиками для водн…
  5. Аэрогель / серный композит с активированным углем с полианилиновым покрытием для высокопроизводительных лит…
  6. Простой синтез углеродных точек полидофамина в одной емкости для фототермической терапии
  7. Включение наноструктурированных углеродных композитных материалов в противоэлектроды для высокоэффективн…
  8. Тройной магнитный повторно используемый композитный фотокатализатор ZnO / Fe3O4 / g-C3N4 для эффективного фотодегра…
  9. Доставка siRNA на основе катионных мицелл для эффективной генной терапии рака толстой кишки
  10. Экологически совместимые биоконъюгированные наночастицы золота в качестве эффективных контрастных агентов…