Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami bakal ngajantenkeun situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Photosensitizers éféktif téh hususna penting pikeun pamakéan klinis nyebar tina phototherapy.Tapi, photosensitizers konvensional umumna kakurangan tina nyerep panjang gelombang pondok, fotostability cukup, ngahasilkeun kuantum low spésiés oksigén réaktif (ROS), sarta quenching-ngainduksi aggregation of ROS.Di dieu urang ngalaporkeun infrabeureum deukeut (NIR) supramolecular photosensitizer (RuDA) dimédiasi ku timer assembly of Ru (II) -arene kompléx organologam dina leyuran cai.RuDA ngan bisa ngahasilkeun oksigén singlet (1O2) dina kaayaan aggregated, sarta eta némbongkeun aggregation-ngainduksi kabiasaan generasi 1O2 alatan kanaékan signifikan dina prosés kawin silang antara sistem singlet-triplet.Dina aksi lampu laser 808 nm, RuDA némbongkeun hiji ngahasilkeun kuantum 1O2 of 16.4% (indocyanine héjo FDA-disatujuan: ΦΔ = 0.2%) sarta efisiensi konversi photothermal luhur 24.2% (nanorods emas komérsial) kalawan photostability alus teuing.: 21,0%, nanoshells emas: 13,0%).Sajaba ti éta, RuDA-NPs kalawan biocompatibility alus preferentially bisa ngumpulkeun di situs tumor, ngabalukarkeun regression tumor signifikan salila terapi photodynamic kalawan pangurangan 95.2% dina volume tumor dina vivo.Terapi fotodinamik anu ningkatkeun agrégasi ieu nyayogikeun strategi pikeun ngembangkeun photosensitizer kalayan sipat fotofisik sareng fotokimia anu nguntungkeun.
Dibandingkeun jeung terapi konvensional, terapi photodynamic (PDT) mangrupa perlakuan pikaresepeun pikeun kanker alatan kaunggulan signifikan na kayaning kontrol spasiotemporal akurat, non-invasiveness, lalawanan ubar negligible, sarta minimization efek samping 1,2,3.Dina irradiation lampu, nu photosensitizers dipaké bisa diaktipkeun pikeun ngabentuk spésiés oksigén kacida réaktif (ROS), ngarah kana apoptosis / necrosis atawa respon imun4,5. Sanajan kitu, lolobana photosensitizers konvensional, kayaning klorin, porphyrins, sarta anthraquinones, boga rélatif pondok-panjang gelombang nyerep (frékuénsi <680 nm), sahingga ngakibatkeun penetrasi cahaya goréng alatan nyerep sengit molekul biologis (misalna hémoglobin jeung melanin) dina. wewengkon katempo6,7. Sanajan kitu, lolobana photosensitizers konvensional, kayaning klorin, porphyrins, sarta anthraquinones, boga rélatif pondok-panjang gelombang nyerep (frékuénsi <680 nm), sahingga ngakibatkeun penetrasi cahaya goréng alatan nyerep sengit molekul biologis (misalna hémoglobin jeung melanin) dina. wewengkon katempo6,7. Однако большинство обычных фотосенсибилизаторов, таких как хлорины, порфирины и антрахиноны, обладают относительно коротковолновым поглощением (частота < 680 нм), что приводит к плохому проникновению света из-за интенсивного поглощения биологических молекул (например, гемоглобина и меланина) в видимая область6,7. Sanajan kitu, paling umum photosensitizers kayaning klorin, porphyrins jeung anthraquinones boga panjang gelombang nyerep rélatif pondok (< 680 nm) hasilna penetrasi cahaya goréng alatan nyerep sengit molekul biologis (misalna hémoglobin jeung melanin) kana wewengkon katempo6,7.然而, O大多数 的传统 的的, 如如 ,如 如二二, 卟啉卟啉, 卟啉卟啉和, O和, 具有具有 较 较 波长 分子 黑色素 黑色素 吸收 黑色素 吸收 黑色素 吸收 吸收 吸收 蛋白 吸收 蛋白 吸收 吸收 吸收 蛋白 蛋白 吸收 吸收 蛋白 吸收 吸收 蛋白 吸收 吸收 吸收 蛋白 黑色素 吸收 吸收 吸收 蛋白 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 黑色素 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 蛋白黑色素)导致光穿透性差。然而, 大多数 传统 的的, 二二, 卟酚卟酚, 卟啉卟酚, 蒽醌蒽醌, 蒽醌具有 相对 较 较 短 吸收 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率 频率) nm蛋白.的的吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 HI导致光穿透性差。 Однако большинство традиционных фотосенсибилизаторов, таких как хлорины, порфирины и антрахиноны, имеют относительно коротковолновое поглощение (частота < 680 нм) из-за сильного поглощения биомолекул, таких как гемоглобин и меланин, что приводит к плохому проникновению света. Tapi, lolobana photosensitizers tradisional kayaning klorin, porphyrins jeung antrakuinon boga panjang gelombang nyerep rélatif pondok (frékuénsi <680 nm) alatan nyerep kuat biomolekul kayaning hémoglobin jeung melanin hasilna penetrasi cahaya goréng.Wewengkon katempo 6.7.Ku alatan éta, deukeut-infrabeureum (NIR) nyerep photosensitizers nu diaktipkeun dina 700-900 nm "jandela terapi" cocog pikeun phototherapy.Kusabab lampu infra red deukeut paling saeutik diserep ku jaringan biologis, éta bisa ngakibatkeun penetrasi deeper tur kirang photodamage8,9.
Hanjakal, photosensitizers nyerep NIR aya umumna boga potostability goréng, oksigén singlet low (1O2) kapasitas generating, sarta aggregation-ngainduksi quenching 1O2, nu ngawatesan aplikasi klinis maranéhanana10,11.Sanajan usaha hébat geus dilakukeun pikeun ngaronjatkeun sipat photophysical jeung fotokimia photosensitizers konvensional, sajauh sababaraha laporan geus ngalaporkeun yén photosensitizers NIR-nyerep bisa ngajawab sakabéh masalah ieu.Sajaba ti éta, sababaraha photosensitizers geus ditémbongkeun jangji pikeun generasi efisien 1O212,13,14 lamun disinar ku cahaya di luhur 800 nm, saprak énergi foton nurun gancang di wewengkon deukeut-IR.Triphenylamine (TFA) salaku donor éléktron jeung [1,2,5] thiadiazole-[3,4-i]dipyrido[a,c]phenazine (TDP) salaku gugus akséptor éléktron Donor-acceptor (DA) tipe pewarna kelas hiji kelas. tina dyes, nyerep deukeut-infra red, nu geus diulik éksténsif pikeun bioimaging II deukeut-infra red jeung terapi photothermal (PTT) alatan bandgap sempit maranéhanana.Ku kituna, pewarna tipe DA bisa dipaké pikeun PDT kalawan éksitasi deukeut-IR, sanajan aranjeunna geus jarang ditalungtik salaku photosensitizers pikeun PDT.
Perlu dipikanyaho yén efisiensi luhur intersystem crossing (ISC) of photosensitizers promotes formasi 1O2.Strategi umum pikeun ngamajukeun prosés ISC nyaéta ningkatkeun kopling spin-orbit (SOC) tina photosensitizers ku ngawanohkeun atom beurat atawa molekul organik husus.Sanajan kitu, pendekatan ieu masih mibanda sababaraha kalemahan jeung watesan19,20.Anyar-anyar ieu, rakitan diri supramolekul parantos nyayogikeun pendekatan calakan handap pikeun fabrikasi bahan fungsional dina tingkat molekular, 21,22 kalayan seueur kauntungan dina fototerapi: (1) potosensitizer anu dirakit nyalira tiasa gaduh poténsi pikeun ngabentuk struktur pita.Sarupa jeung struktur éléktronik kalawan sebaran denser tingkat énergi alatan tumpang tindihna orbit antara blok wangunan.Ku alatan éta, patandingan énergi antara kaayaan bungah singlet handap (S1) jeung kaayaan bungah triplet tatangga (Tn) bakal ningkat, nu mangpaat pikeun prosés ISC 23, 24.(2) Supramolecular assembly bakal ngurangan rélaxasi non-radiative dumasar kana mékanisme watesan gerak intramolecular (RIM), nu ogé promotes prosés ISC 25, 26.(3) The supramolecular assembly bisa ngajaga molekul jero monomér ti oksidasi jeung degradasi, kukituna greatly ngaronjatkeun photostability of photosensitizer nu.Kusabab kaunggulan di luhur, kami yakin yén sistem fotosensitizer supramolekul tiasa janten alternatif anu ngajangjikeun pikeun ngatasi kakurangan PDT.
Ru(II) -kompléks anu platform médis ngajangjikeun pikeun aplikasi poténsial dina diagnosis tur terapi kasakit alatan sipat biologis unik tur pikaresepeun maranéhna28,29,30,31,32,33,34.Sajaba ti éta, kaayaanana gumbira sarta sipat photophysicochemical tunable tina Ru (II) -kompléx basis nyadiakeun kaunggulan gede pikeun ngembangkeun Ru (II) -photosensitizers35,36,37,38,39,40.Conto anu kasohor nyaéta kompleks ruthenium(II) polypyridyl TLD-1433, anu ayeuna aya dina uji klinis Fase II salaku photosensitizer pikeun pengobatan kanker kandung kemih invasif non-otot (NMIBC)41.Sajaba ti éta, kompléx organologam ruthenium(II)arene loba dipaké salaku agén kémoterapi pikeun pengobatan kanker alatan karacunan low maranéhanana sarta gampang modifikasi42,43,44,45.Sipat ionik Ru(II) -arene kompléx organologam teu ngan bisa ningkatkeun kaleyuran goréng tina kromofor DA dina pangleyur umum, tapi ogé ngaronjatkeun assembly of DA kromofor.Sajaba ti éta, struktur pseudooctahedral satengah-sandwich tina kompléx organologam of Ru(II) -arénes sterically bisa nyegah H-aggregation of DA-jenis kromofor, kukituna facilitating formasi J-aggregation kalawan pita nyerep redshifted.Sanajan kitu, kalemahan alamiah Ru(II) -arene kompléx, kayaning stabilitas lemah sareng / atawa bioavailability goréng, bisa mangaruhan efficacy terapi na aktivitas in vivo of arene-Ru (II) kompléx.Sanajan kitu, studi geus ditémbongkeun yén kalemahan ieu bisa diungkulan ku encapsulating kompléx ruthenium jeung polimér biocompatible ku enkapsulasi fisik atawa conjugation kovalén.
Dina karya ieu, urang ngalaporkeun kompléx DA-conjugated of Ru (II) -arene (RuDA) kalawan pemicu NIR via beungkeut koordinasi antara kromofor dad jeung Ru (II) -arene moiety.Kompléks anu dihasilkeun bisa ngumpul sorangan jadi vesikel metalosupramolekul dina cai alatan interaksi non-kovalén.Utamana, assembly supramolecular endowed RuDA kalawan intersystem crossing-leuwih sipat polimérisasi-ngainduksi, nu nyata ngaronjat efisiensi ISC, nu éta pisan nguntungkeun pikeun PDT (Gbr. 1A).Pikeun ningkatkeun akumulasi tumor sareng biokompatibilitas in vivo, Pluronic F127 (PEO-PPO-PEO) anu disatujuan FDA dianggo pikeun ngarangkum RuDA47,48,49 pikeun nyiptakeun nanopartikel RuDA-NP (Gambar 1B) anu bertindak salaku PDT / Dual- modeu PTT proxy .Dina phototherapy kanker (Gambar 1C), RuDA-NP ieu dipaké pikeun ngubaran beurit buligir jeung MDA-MB-231 tumor pikeun diajar efficacy PDT na PTT in vivo.
Ilustrasi skéma tina mékanisme photophysical of RuDA dina bentuk monomeric na aggregated pikeun phototherapy kanker, sintésis B RuDA-NPs na C RuDA-NPs pikeun NIR-diaktipkeun PDT na PTT.
RuDA, anu diwangun ku fungsionalitas TPA sareng TDP, disiapkeun dumasar kana prosedur anu dipidangkeun dina Gambar Tambahan 1 (Gambar 2A), sareng RuDA dicirikeun ku spéktra 1H sareng 13C NMR, spéktrométri massa ionisasi electrospray, sareng analisis unsur (Gambar Tambahan 2-4). ).Peta bédana dénsitas éléktron RuDA tina transisi singlet panghandapna diitung ku téori fungsional dénsitas gumantung waktu (TD-DFT) pikeun diajar prosés mindahkeun muatan.Ditémbongkeun saperti dina Gambar Tambahan 5, dénsitas éléktron drifts utamana ti triphenylamine ka Unit akséptor TDP sanggeus photoexcitation, nu bisa attributed ka transisi muatan intramolecular has (CT).
Struktur kimia Bijih B Spéktra nyerep Bijih dina campuran rupa-rupa babandingan DMF jeung cai.C Nilai nyerep dinormalisasi tina RuDA (800 nm) sareng ICG (779 nm) versus waktos dina 0,5 W cm-2 tina lampu laser 808 nm.D The photodegradation of ABDA dituduhkeun ku RuDA-ngainduksi formasi 1O2 dina campuran DMF / H2O kalawan eusi cai béda dina aksi radiasi laser kalayan panjang gelombang 808 nm sarta kakuatan 0,5 W / cm2.
Abstrak-Séktroskopi nyerep UV-katingali dipaké pikeun nalungtik sipat-assembly diri bijih dina campuran DMF jeung cai dina sagala rupa babandingan.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.2B, RuDA nunjukkeun pita nyerep ti 600 dugi ka 900 nm dina DMF kalayan pita nyerep maksimal dina 729 nm.Ngaronjatkeun jumlah cai ngarah ka shift beureum bertahap tina nyerep bijih maksimum nepi ka 800 nm, nu nunjukkeun J-aggregation of bijih dina sistem dirakit.Spéktra photoluminescence of RuDA dina pangleyur béda ditémbongkeun dina Gambar tambahan 6. RuDA nembongan némbongkeun luminescence NIR-II has kalayan panjang gelombang émisi maksimum ca.1050 nm dina CH2Cl2 sareng CH3OH masing-masing.Shift Stokes badag (kira-kira 300 nm) RuDA nunjukkeun parobahan signifikan dina géométri kaayaan gumbira sarta formasi nagara bungah low-énergi.Hasil kuantum luminescence bijih dina CH2Cl2 sareng CH3OH ditangtukeun masing-masing 3,3 sareng 0,6%.Sanajan kitu, dina campuran métanol jeung cai (5/95, v/v), a redshift saeutik tina émisi jeung panurunan dina ngahasilkeun kuantum (0,22%) anu observasi, nu bisa jadi alatan timer assembly of bijih. .
Pikeun ngabayangkeun rakitan diri bijih, kami nganggo mikroskop gaya atom cair (AFM) pikeun ngabayangkeun parobahan morfologis dina bijih dina larutan métanol saatos nambihan cai.Lamun eusi cai éta handap 80%, euweuh aggregation jelas ieu observasi (Suplemén Gbr. 7).Sanajan kitu, kalawan kanaékan salajengna dina eusi cai ka 90-95%, nanopartikel leutik némbongan, nu nunjukkeun timer assembly of Bijih Sajaba ti éta, irradiation laser kalayan panjang gelombang 808 nm teu mangaruhan inténsitas nyerep RuDA dina cai. leyuran (Gbr. 2C jeung Gbr. Tambahan 8).Kontras, nyerep indocyanine héjo (ICG salaku kontrol) turun gancang dina 779 nm, nunjukkeun photostability alus teuing tina RuDA.Salaku tambahan, stabilitas RuDA-NPs dina PBS (pH = 5.4, 7.4 sareng 9.0), 10% FBS sareng DMEM (glukosa luhur) ditaliti ku spéktroskopi nyerep UV-ditingali dina sababaraha waktos waktos.Ditémbongkeun saperti dina Gambar Suplemén 9, parobahan saeutik dina pita nyerep RuDA-NP dititénan dina PBS dina pH 7.4 / 9.0, FBS jeung DMEM, nunjukkeun stabilitas alus teuing tina RuDA-NP.Sanajan kitu, dina medium asam (рН = 5.4) hidrolisis bijih kapanggih.Urang ogé satuluyna ngaevaluasi stabilitas RuDA sareng RuDA-NP nganggo metode kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC).Ditémbongkeun saperti dina Gambar Suplemén 10, RuDA éta stabil dina campuran métanol jeung cai (50/50, v/v) pikeun jam kahiji, sarta hidrolisis ieu observasi sanggeus 4 jam.Nanging, ngan ukur puncak kerung-convex anu lega anu dititénan pikeun RuDA NPs.Ku alatan éta, kromatografi permeasi gél (GPC) dipaké pikeun meunteun stabilitas RuDA NPs dina PBS (pH = 7.4).Sapertos anu dipidangkeun dina Gambar Tambahan 11, saatos 8 jam inkubasi dina kaayaan anu diuji, jangkungna puncak, lebar puncak sareng daérah puncak NP RuDA henteu robih sacara signifikan, nunjukkeun stabilitas NP RuDA anu saé.Salaku tambahan, gambar TEM nunjukkeun yén morfologi nanopartikel RuDA-NP tetep ampir teu robih saatos jam 24 dina panyangga PBS anu éncér (pH = 7.4, Gambar Tambahan 12).
Kusabab rakitan diri tiasa masihan ciri fungsional sareng kimia anu béda dina bijih, kami niténan sékrési asam 9,10-anthracenediylbis(methylene) dimalonic (ABDA, indikator 1O2) dina campuran métanol-cai.Bijih kalayan kandungan cai anu béda50.Sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 2D sareng Gambar Tambahan 13, henteu aya degradasi ABDA nalika kandungan cai sahandapeun 20%.Kalayan paningkatan asor dugi ka 40%, degradasi ABDA lumangsung, anu dibuktikeun ku panurunan dina inténsitas fluoresensi ABDA.Ogé geus katalungtik yén eusi cai luhur ngakibatkeun degradasi gancang, nunjukkeun yen RuDA timer assembly perlu jeung mangpaatna pikeun degradasi ABDA.Fenomena ieu béda pisan sareng kromofor ACQ (aggregation-induced quenching) modern.Nalika disinari ku laser kalayan panjang gelombang 808 nm, ngahasilkeun kuantum 1O2 RuDA dina campuran 98% H2O / 2% DMF nyaéta 16,4%, nyaéta 82 kali langkung luhur tibatan ICG (ΦΔ = 0,2%)51, nunjukkeun efisiensi generasi anu luar biasa 1O2 RuDA dina kaayaan agrégasi.
Éléktron spins ngagunakeun 2,2,6,6-tetramétil-4-piperidinone (TEMP) jeung 5,5-dimétil-1-pyrroline N-oksida (DMPO) salaku spin traps Resonance spéktroskopi (ESR) dipaké pikeun ngaidentipikasi spésiés hasilna. AFK.ku RuDA.Ditémbongkeun saperti dina Gambar Tambahan 14, geus dikonfirmasi yén 1O2 dihasilkeun dina waktu irradiation antara 0 jeung 4 menit.Salaku tambahan, nalika RuDA diinkubasi sareng DMPO dina irradiasi, sinyal EPR opat garis khas tina 1: 2: 2: 1 DMPO-OH · adduct dideteksi, nunjukkeun formasi radikal hidroksil (OH ·).Gemblengna, hasil di luhur nunjukkeun kamampuan RuDA pikeun merangsang produksi ROS ngaliwatan prosés photosensitization tipe dual I / II.
Pikeun leuwih paham kana sipat éléktronik RuDA dina wangun monomér jeung agrégat, orbital molekular wates RuDA dina wangun monomér jeung dimérik diitung ngagunakeun métode DFT.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.3A, orbital molekular panghandapna (HOMO) tina RuDA monomérik didélokalisasi sapanjang tulang tonggong ligan jeung orbital molekular panghandapna anu teu ditempatan (LUMO) dipuseurkeun kana unit akséptor TDP.Sabalikna, dénsitas éléktron dina HOMO dimérik konsentrasi dina ligan hiji molekul RuDA, sedengkeun dénsitas éléktron dina LUMO utamana museur kana unit akséptor molekul RuDA séjén, nu nunjukkeun yén RuDA aya dina dimer.Keunggulan CT.
A HOMO sareng LUMO bijih diitung dina bentuk monomér sareng dimérik.B Singlet jeung tingkat énergi triplet bijih dina monomér jeung dimer.C Estimasi tingkat RuDA sarta mungkin saluran ISC sakumaha monomeric C jeung dimeric D. Panah nunjukkeun mungkin saluran ISC.
Distribusi éléktron jeung liang dina single-énergi low nagara bungah RuDA dina bentuk monomeric jeung dimeric dianalisis ngagunakeun software Multiwfn 3.852.53, nu diitung ngagunakeun métode TD-DFT.Sakumaha anu dituduhkeun dina labél tambahan.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 1-2, liang RDA monomér lolobana delokalisasi sapanjang tulang tonggong ligan di nagara bungah singlet ieu, sedengkeun éléktron lolobana aya dina grup TDP, demonstrating ciri intramolecular CT.Sajaba ti éta, pikeun singlelet nagara bungah ieu, aya leuwih atawa kurang tumpang tindihna antara liang jeung éléktron, nunjukkeun yen singlelet nagara bungah ieu nyieun sababaraha kontribusi ti éksitasi lokal (LE).Pikeun dimer, salian fitur CT sareng LE intramolekul, proporsi tina fitur CT antarmolekul dititénan dina kaayaan masing-masing, khususna S3, S4, S7, sareng S8, dumasar kana analisis CT antarmolekul, kalayan transisi intermolekul CT salaku anu utama. (Tabel Tambahan).3).
Pikeun langkung ngartos kana hasil ékspérimén, urang teras-terasan ngajalajah sipat-sipat nagara bungah RuDA pikeun ngajalajah bédana antara monomér sareng dimer (Tabel Tambahan 4-5).Ditémbongkeun saperti dina Gambar 3B, tingkat énergi kaayaan bungah singlet jeung triplet dimér jauh leuwih padet batan monomér, nu mantuan pikeun ngurangan celah énergi antara S1 jeung Tn. Parantos dilaporkeun yén transisi ISC tiasa diwujudkeun dina celah énergi leutik (ΔES1-Tn <0.3 eV) antara S1 sareng Tn54. Parantos dilaporkeun yén transisi ISC tiasa diwujudkeun dina celah énergi leutik (ΔES1-Tn <0.3 eV) antara S1 sareng Tn54. Сообщалось, что переходы ISC могут быть реализованы в пределах небольшой энергетической щели (ΔES1-Tn <0,3 эду) s. Parantos dilaporkeun yén transisi ISC tiasa diwujudkeun dina celah énergi leutik (ΔES1-Tn <0.3 eV) antara S1 sareng Tn54.据报道，ISC 跃迁可以在S1 和Tn54 之间的小能隙（ΔES1-Tn < 0.3 eV）内实现。据报道，ISC 跃迁可以在S1 和Tn54 之间的小能隙（ΔES1-Tn < 0.3 eV）内实现。 Сообщалось, что переход ISC может быть реализован в пределах небольшой энергетической щели (ΔES1-Tn < 0,3 эдВ) S4 м Parantos dilaporkeun yén transisi ISC tiasa diwujudkeun dina celah énergi leutik (ΔES1-Tn <0.3 eV) antara S1 sareng Tn54.Sajaba ti éta, ngan hiji orbital, occupied atawa unoccupied, kudu béda dina kabeungkeut singlelet na triplet nagara bagian nyadiakeun non-enol SOC integral.Ku kituna, dumasar kana analisis énergi éksitasi jeung transisi orbital, sadaya saluran mungkin tina transisi ISC ditémbongkeun dina Gbr.3C,D.Utamana, ngan hiji saluran ISC sadia dina monomér, sedengkeun formulir dimeric boga opat saluran ISC nu bisa ningkatkeun transisi ISC.Ku alatan éta, éta lumrah mun nganggap yén leuwih molekul RuDA anu aggregated, beuki diaksés saluran ISC bakal.Ku alatan éta, agrégat RuDA tiasa ngabentuk struktur éléktronik dua-band dina nagara singlet sareng triplet, ngirangan gap énergi antara S1 sareng Tn sayogi, ku kituna ningkatkeun efisiensi ISC pikeun ngagampangkeun generasi 1O2.
Pikeun leuwih jéntré mékanisme kaayaan, urang disintésis sanyawa rujukan tina kompleks arene-Ru (II) (RuET) ku ngaganti dua gugus étil dua grup phenyl triphenylamine dina RuDA (Gbr. 4A, pikeun characterization pinuh, tingali ESI, Suplemén 15). -21 ) Ti donor (diethylamine) kana akséptor (TDF), RuET boga ciri CT intramolecular sarua jeung RuDA.Saperti nu diharapkeun, spéktrum nyerep RuET dina DMF némbongkeun pita mindahkeun muatan énergi low kalawan nyerep kuat di wewengkon infra red deukeut di wewengkon 600-1100 nm (Gbr. 4B).Sajaba ti éta, aggregation RuET ogé dititénan kalayan ngaronjatna eusi cai, nu ieu reflected dina redshift tina maksimum nyerep, nu ieu salajengna dikonfirmasi ku Imaging AFM cair (Suplemén Gbr. 22).Hasilna nunjukkeun yén RuET, sapertos RuDA, tiasa ngabentuk kaayaan intramolekul sareng ngahijikeun diri kana struktur agrégat.
Struktur kimia RuET.B spéktra nyerep RuET dina campuran rupa babandingan DMF jeung cai.Plot C EIS Nyquist pikeun RuDA sareng RuET.Réspon arus poto D tina RuDA sareng RuET dina aksi radiasi laser kalayan panjang gelombang 808 nm.
The photodegradation of ABDA ku ayana RuET dievaluasi ku irradiation ku laser kalayan panjang gelombang 808 nm.Ahéng, euweuh degradasi ABDA ieu observasi dina rupa fraksi cai (Suplemén Gbr. 23).Alesan anu mungkin nyaéta RuET teu tiasa éfisién ngabentuk struktur éléktronik pita sabab ranté étil henteu ngamajukeun transfer muatan antarmolekul anu efisien.Ku alatan éta, spéktroskopi impedansi éléktrokimia (EIS) sareng pangukuran arus foto sementara dilaksanakeun pikeun ngabandingkeun sipat fotoéléktrokimia RuDA sareng RuET.Numutkeun plot Nyquist (Gambar 4C), RuDA nunjukkeun radius anu langkung alit tibatan RuET, anu hartosna RuDA56 gaduh transpor éléktron antarmolekul anu langkung gancang sareng konduktivitas anu langkung saé.Sajaba ti éta, dénsitas photocurrent of RuDA loba nu leuwih luhur ti nu RuET (Gbr. 4D), confirming efisiensi mindahkeun muatan hadé tina RuDA57.Ku kituna, gugus fenil tina triphenylamine dina bijih muterkeun hiji peran penting dina nyadiakeun mindahkeun muatan antarmolekul jeung formasi struktur éléktronik banded.
Pikeun ningkatkeun akumulasi tumor sareng biokompatibilitas in vivo, urang salajengna encapsulated RuDA sareng F127.Diaméter hidrodinamik rata-rata RuDA-NPs ditangtukeun janten 123.1 nm kalayan sebaran sempit (PDI = 0.089) nganggo metode panyebaran cahaya dinamis (DLS) (Gambar 5A), anu ngamajukeun akumulasi tumor ku ningkatkeun perméabilitas sareng ingetan.EPR) pangaruh.Gambar TEM nunjukkeun yén bijih NP ngagaduhan bentuk buleud seragam kalayan diaméter rata-rata 86 nm.Utamana, maksimal nyerep RuDA-NPs muncul dina 800 nm (Suplemén Gbr. 24), nunjukkeun yén RuDA-NPs tiasa nahan fungsi sareng sipat RuDAs assembling diri.Hasil kuantum ROS diitung pikeun bijih NP nyaéta 15,9%, anu dibandingkeun sareng bijih.Sipat photothermal RuDA NPs diulik dina aksi radiasi laser kalayan panjang gelombang 808 nm ngagunakeun kaméra infra red.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.5B,C, kelompok kontrol (PBS wungkul) ngalaman kanaékan saeutik dina suhu, sedengkeun suhu solusi RuDA-NPs ngaronjat gancang kalayan ngaronjatna suhu (ΔT) ka 15,5, 26,1, jeung 43,0 ° C.Konsentrasi anu luhur nyaéta 25, 50, sareng 100 µM masing-masing, anu nunjukkeun pangaruh photothermal anu kuat tina RuDA NPs.Salaku tambahan, pangukuran siklus pemanasan / pendinginan dicandak pikeun ngira-ngira stabilitas photothermal RuDA-NP sareng dibandingkeun sareng ICG.Suhu bijih NPs teu turun sanggeus lima pemanasan / cooling siklus (Gbr. 5D), nu nunjukkeun stabilitas photothermal alus teuing tina bijih NPs.Sabalikna, ICG némbongkeun stabilitas photothermal handap sakumaha katingal tina leungit katempo tina dataran suhu photothermal dina kaayaan nu sarua.Numutkeun metoda saméméhna58, efisiensi konversi photothermal (PCE) RuDA-NP diitung salaku 24,2%, nu leuwih luhur ti bahan photothermal aya kayaning nanorods emas (21,0%) jeung nanoshells emas (13,0%)59.Ku kituna, NP Bijih némbongkeun sipat photothermal alus teuing, nu ngajadikeun aranjeunna ngajangjikeun agén PTT.
Analisis gambar DLS sareng TEM tina RuDA NPs (inset).B Gambar termal tina rupa-rupa konsentrasi RuDA NPs kakeunaan radiasi laser dina panjang gelombang 808 nm (0,5 W cm-2).C Kurva konversi photothermal rupa-rupa konsentrasi NP bijih, nu data kuantitatif.B. D kanaékan suhu bijih NP na ICG leuwih 5 siklus pemanasan-cooling.
Photocytotoxicity of RuDA NPs ngalawan MDA-MB-231 sél kanker payudara manusa ieu dievaluasi in vitro.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.6A, B, RuDA-NPs sareng RuDA nunjukkeun sitotoksisitas anu tiasa diabaikan dina henteuna iradiasi, nunjukkeun karacunan poék anu handap tina RuDA-NPs sareng RuDA.Nanging, saatos paparan radiasi laser dina panjang gelombang 808 nm, RuDA sareng RuDA NPs nunjukkeun fotositoksisitas anu kuat ngalawan sél kanker MDA-MB-231 kalayan nilai IC50 (konsentrasi inhibitor satengah maksimal) masing-masing 5.4 sareng 9.4 μM, nunjukkeun. yén RuDA-NP na RuDA boga potensi phototherapy kanker.Sajaba ti éta, photocytotoxicity of RuDA-NP na RuDA ieu salajengna ditalungtik ku ayana vitamin C (Vc), hiji scavenger ROS, mun elucidate peran ROS dina cytotoxicity lampu-ngainduksi.Jelas, viability sél ngaronjat sanggeus nambahkeun Vc, sarta nilai IC50 of RuDA jeung RuDA NPs éta 25.7 jeung 40.0 μM, masing-masing, nu ngabuktikeun peran penting ROS dina photocytotoxicity of RuDA jeung RuDA NPs.Sitotoksisitas anu ngainduksi lampu tina RuDA-NPs sareng RuDA dina sél kanker MDA-MB-231 ku ngawarnaan sél hirup / maot nganggo calcein AM (fluoresensi héjo pikeun sél hirup) sareng propidium iodide (PI, fluoresensi beureum pikeun sél paéh).dikonfirmasi ku sél) salaku panyilidikan fluoresensi.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 6C, sél dirawat kalayan RuDA-NP atanapi RuDA tetep giat tanpa irradiation, sakumaha dibuktikeun ku fluoresensi héjo sengit.Sabalikna, dina irradiation laser, ukur fluoresensi beureum anu dititénan, anu mastikeun photocytotoxicity éféktif RuDA atanapi RuDA NPs.Éta noteworthy yén fluoresensi héjo mucunghul kana tambahan Vc, nu nunjukkeun palanggaran photocytotoxicity of RuDA na RuDA NPs.Hasil ieu konsisten sareng in vitro photocytotoxicity assays.
Viability gumantung dosis A RuDA- sarta B RuDA-NP sél dina MDA-MB-231 sél dina ayana atawa henteuna Vc (0,5 mM), mungguh.Bar kasalahan, rata-rata ± simpangan baku (n = 3). Tés t dua sisi anu henteu dipasangkeun *p <0,05, **p <0,01, sareng ***p <0,001. Tés t dua sisi anu henteu dipasangkeun *p <0,05, **p <0,01, sareng ***p <0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 jeung ***p <0,001. Tés-t dua-buntut teu dipasangkeun *p<0,05, **p<0,01, jeung ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0.05,**p < 0.01 和***p < 0.001.未配对的双边t 检验*p < 0.05,**p < 0.01 和***p < 0.001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 jeung ***p <0,001. Tés-t dua-buntut teu dipasangkeun *p<0,05, **p<0,01, jeung ***p<0,001.C Analisis pewarnaan sél hirup / maot ngagunakeun calcein AM sareng propidium iodide salaku panyilidikan fluoresensi.Skala bar: 30 µm.Gambar wawakil tilu ulangan biologis ti unggal grup ditémbongkeun.D Gambar fluoresensi confocal produksi ROS dina sél MDA-MB-231 dina kaayaan perlakuan béda.Héjo DCF fluoresensi nunjukkeun ayana ROS.Iradiasi ku laser kalayan panjang gelombang 808 nm kalawan kakuatan 0,5 W/cm2 salila 10 menit (300 J/cm2).Skala bar: 30 µm.Gambar wawakil tilu ulangan biologis ti unggal grup ditémbongkeun.E Flow cytometry RuDA-NPs (50 µM) atanapi RuDA (50 µM) analisis perlakuan kalayan atawa tanpa 808 nm laser (0.5 W cm-2) dina ayana jeung henteuna Vc (0.5 mM) pikeun 10 mnt.Gambar wawakil tilu ulangan biologis ti unggal grup ditémbongkeun.F Nrf-2, HSP70 sareng HO-1 sél MDA-MB-231 anu dirawat ku RuDA-NPs (50 µM) nganggo atanapi tanpa iradiasi laser 808 nm (0.5 W cm-2, 10 mnt, 300 J cm-2), sél éksprési 2).Gambar wawakil dua ulangan biologis ti unggal grup ditémbongkeun.
Produksi ROS intrasélular dina sél MDA-MB-231 ditaliti nganggo metode pewarnaan 2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA).Ditémbongkeun saperti dina Gbr.6D, sél anu dirawat kalayan RuDA-NPs atanapi RuDA nunjukkeun fluoresensi héjo anu béda nalika disinari ku laser 808 nm, nunjukkeun yén RuDA-NPs sareng RuDA gaduh kamampuan éfisién pikeun ngahasilkeun ROS.Sabalikna, dina henteuna cahaya atanapi ku ayana Vc, ngan ukur sinyal fluoresensi sél anu lemah, anu nunjukkeun formasi ROS sakedik.Tingkat ROS intrasélular dina sél RuDA-NP sareng sél MDA-MB-231 anu dirawat RuDA salajengna ditangtukeun ku aliran cytometry.Ditémbongkeun saperti dina Gambar Tambahan 25, mean inténsitas fluoresensi (MFI) dihasilkeun ku RuDA-NPs na RuDA handapeun 808 nm irradiation laser ieu nyata ngaronjat ku ngeunaan 5.1 na 4.8 kali, masing-masing, dibandingkeun jeung grup kontrol, confirming maranéhna alus teuing formasi AFK.kapasitas.Tapi, tingkat ROS intrasélular dina sél RuDA-NP atanapi MDA-MB-231 anu dirawat kalayan RuDA ngan ukur dibandingkeun sareng kontrol tanpa irradiasi laser atanapi ku ayana Vc, sami sareng hasil analisis fluoresensi confocal.
Eta geus ditémbongkeun yén mitokondria mangrupakeun udagan utama Ru(II) -arene complexes60.Ku alatan éta, lokalisasi subsélular RuDA sareng RuDA-NPs ditalungtik.Sapertos anu dipidangkeun dina Gambar Tambahan 26, RuDA sareng RuDA-NP nunjukkeun profil distribusi sélulér anu sami sareng akumulasi pangluhurna di mitokondria (62.5 ± 4.3 sareng 60.4 ± 3.6 ng / mg protéin, masing-masing).Sanajan kitu, ngan jumlah leutik Ru kapanggih dina fraksi nuklir bijih jeung NP bijih (masing-masing 3,5 jeung 2,1%).Fraksi sél sésana ngandung ruthenium residual: 31,7% (30,6 ± 3,4 ng / mg protéin) pikeun RuDA jeung 42,9% (47,2 ± 4,5 ng / mg protéin) pikeun RuDA-NPs.Sacara umum, Bijih jeung NP Bijih utamana akumulasi dina mitokondria.Pikeun meunteun disfungsi mitokondria, kami nganggo pewarnaan JC-1 sareng MitoSOX Beureum pikeun meunteun poténsi mémbran mitokondria sareng kapasitas produksi superoksida masing-masing.Ditémbongkeun saperti dina Suplemén Gbr. 27, fluoresensi héjo sengit (JC-1) jeung beureum (MitoSOX Beureum) dititénan dina sél diperlakukeun kalayan duanana RuDA na RuDA-NPs handapeun irradiation laser 808 nm, nunjukkeun yén duanana RuDA na RuDA-NPs kacida fluoresensi. Éta sacara efektif tiasa nyababkeun depolarisasi mémbran mitokondria sareng produksi superoksida.Salaku tambahan, mékanisme maot sél ditangtukeun nganggo analisis aliran cytometry dumasar annexin V-FITC / propidium iodide (PI).Sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 6E, nalika disinari ku laser 808 nm, RuDA sareng RuDA-NP ngainduksi tingkat apoptosis awal (kuadran katuhu handap) dina sél MDA-MB-231 dibandingkeun PBS atanapi PBS tambah laser.sél olahan.Sanajan kitu, nalika Vc ieu ditambahkeun, laju apoptosis of RuDA na RuDA-NP turun nyata tina 50.9% na 52.0% mun 15.8% na 17.8% masing-masing confirms peran penting ROS dina photocytotoxicity of RuDA na RuDA-NP..Salaku tambahan, sél necrotic sakedik dititénan dina sadaya kelompok anu diuji (kuadran kénca luhur), nunjukkeun yén apoptosis tiasa janten bentuk utama maot sél anu disababkeun ku RuDA sareng RuDA-NPs.
Kusabab karuksakan stress oksidatif mangrupakeun determinant utama apoptosis, faktor nuklir pakait sareng erythroid 2, faktor 2 (Nrf2) 62, a regulator konci tina sistem antioksidan, ieu ditalungtik dina RuDA-NPs-diperlakukeun MDA-MB-231.Mékanisme Peta RuDA NPs ngainduksi ku iradiasi.Dina waktos anu sami, ekspresi protéin hilir heme oxygenase 1 (HO-1) ogé dideteksi.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 6F jeung Gambar Tambahan 29, RuDA-NP-dimédiasi phototherapy ngaronjat tingkat ekspresi Nrf2 na HO-1 dibandingkeun grup PBS, nunjukkeun yen RuDA-NPs bisa merangsang stress oksidatif signalling jalur.Salaku tambahan, pikeun ngulik pangaruh photothermal tina RuDA-NPs63, éksprési protéin kejutan panas Hsp70 ogé dievaluasi.Ieu jelas yén sél dirawat kalayan RuDA-NPs + 808 nm irradiation laser némbongkeun ngaronjat ekspresi Hsp70 dibandingkeun dua grup lianna, reflecting respon sélular kana hyperthermia.
Hasil in vitro anu luar biasa nyababkeun urang pikeun nalungtik kinerja in vivo RuDA-NP dina beurit buligir sareng tumor MDA-MB-231.Distribusi jaringan RuDA NPs diulik ku nangtukeun eusi ruthenium dina ati, jantung, limpa, ginjal, bayah, jeung tumor.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.7A, eusi maksimum bijih NPs dina organ normal mucunghul dina waktos observasi munggaran (4 h), sedengkeun eusi maksimum ditangtukeun dina jaringan tumor 8 jam sanggeus suntik, jigana alatan bijih NPs.Pangaruh EPR tina LF.Numutkeun hasil distribusi, durasi optimal perlakuan sareng bijih NP dicandak 8 jam saatos administrasi.Pikeun ngagambarkeun prosés akumulasi RuDA-NPs dina situs tumor, sipat photoacoustic (PA) tina RuDA-NPs diawaskeun ku ngarékam sinyal PA tina RuDA-NPs dina waktu nu beda sanggeus suntik.Mimiti, sinyal PA RuDA-NP in vivo ditaksir ku ngarékam gambar PA situs tumor saatos suntikan intratumoral RuDA-NP.Ditémbongkeun saperti dina Gambar Suplemén 30, RuDA-NPs nunjukkeun sinyal PA anu kuat, sareng aya korelasi anu positif antara konsentrasi RuDA-NP sareng inténsitas sinyal PA (Gambar Tambahan 30A).Lajeng, dina vivo Gambar PA situs tumor kacatet sanggeus suntik intravena RuDA na RuDA-NP dina titik waktu béda sanggeus suntik.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 7B, sinyal PA tina RuDA-NPs ti situs tumor laun ngaronjat kalawan waktu sarta ngahontal dataran di 8 jam pos-suntik, konsisten jeung hasil sebaran jaringan ditangtukeun ku analisis ICP-MS.Kalawan hal ka RuDA (Suplemén Gbr. 30B), inténsitas sinyal pa maksimum mucunghul 4 jam sanggeus suntik, nunjukkeun laju gancang asupna RuDA kana tumor nu.Salaku tambahan, paripolah ékskrési RuDA sareng RuDA-NPs ditalungtik ku nangtukeun jumlah ruthenium dina cikiih sareng najis nganggo ICP-MS.Jalur utama éliminasi pikeun RuDA (Suplemén Gbr. 31) sareng RuDA-NPs (Gbr. 7C) nyaéta ngaliwatan najis, sareng clearance efektif RuDA sareng RuDA-NPs dititénan salami periode ulikan 8 dinten, anu hartosna RuDA. sarta RuDA-NPs bisa éfisién ngaleungitkeun tina awak tanpa karacunan jangka panjang.
A. sebaran ex vivo of RuDA-NP dina jaringan mouse ditangtukeun ku eusi Ru (persentase dosis dikaluarkeun tina Ru (ID) per gram jaringan) dina waktu nu beda sanggeus suntik.Data rata-rata ± simpangan baku (n = 3). Tés t dua sisi anu henteu dipasangkeun *p <0,05, **p <0,01, sareng ***p <0,001. Tés t dua sisi anu henteu dipasangkeun *p <0,05, **p <0,01, sareng ***p <0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 jeung ***p <0,001. Tés-t dua-buntut teu dipasangkeun *p<0,05, **p<0,01, jeung ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0.05,**p < 0.01 和***p < 0.001.未配对的双边t 检验*p < 0.05,**p < 0.01 和***p < 0.001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 jeung ***p <0,001. Tés-t dua-buntut teu dipasangkeun *p<0,05, **p<0,01, jeung ***p<0,001.Gambar B PA tina situs tumor vivo dina éksitasi 808 nm saatos administrasi intravena RuDA-NPs (10 µmol kg-1) dina titik waktos anu béda.Saatos administrasi intravena RuDA NPs (10 µmol kg-1), C Ru dikaluarkeun tina mencit sareng cikiih sareng najis dina interval waktos anu béda.Data rata-rata ± simpangan baku (n = 3).
Kapasitas pemanasan RuDA-NP in vivo diulik dina beurit buligir sareng tumor MDA-MB-231 sareng RuDA pikeun ngabandingkeun.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.8A jeung tambahan Gbr. 32, grup kontrol (saline) némbongkeun parobahan suhu kirang (ΔT ≈ 3 °C) sanggeus 10 menit paparan kontinyu.Tapi, suhu RuDA-NPs sareng RuDA ningkat gancang kalayan suhu maksimal 55.2 sareng 49.9 °C masing-masing, nyayogikeun hyperthermia anu cekap pikeun terapi kanker in vivo.Paningkatan observasi dina suhu luhur pikeun RuDA NPs (ΔT ≈ 24 ° C) dibandingkeun jeung RuDA (ΔT ≈ 19 ° C) bisa jadi alatan perméabilitas hadé sarta akumulasi dina jaringan tumor alatan éfék EPR.
Gambar termal infra red beurit sareng tumor MDA-MB-231 disinari ku laser 808 nm dina waktos anu béda 8 jam saatos suntikan.Gambar wawakil opat ulangan biologis ti unggal grup ditémbongkeun.B volume tumor rélatif jeung C massa tumor rata-rata grup béda tina mencit salila perlakuan.D Kurva beurat awak kelompok beurit anu béda.Iradiasi ku laser kalayan panjang gelombang 808 nm kalawan kakuatan 0,5 W/cm2 salila 10 menit (300 J/cm2).Bar kasalahan, rata-rata ± simpangan baku (n = 3). Tés t dua sisi anu henteu dipasangkeun *p <0,05, **p <0,01, sareng ***p <0,001. Tés t dua sisi anu henteu dipasangkeun *p <0,05, **p <0,01, sareng ***p <0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 jeung ***p <0,001. Tés-t dua-buntut teu dipasangkeun *p<0,05, **p<0,01, jeung ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0.05,**p < 0.01 和***p < 0.001.未配对的双边t 检验*p < 0.05,**p < 0.01 和***p < 0.001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 jeung ***p <0,001. Tés-t dua-buntut teu dipasangkeun *p<0,05, **p<0,01, jeung ***p<0,001. E H&E ngawarnaan gambar organ utama jeung tumor ti grup perlakuan béda, kaasup Saline, Saline + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, sarta grup RuDA-NPs + Laser. E H&E ngawarnaan gambar organ utama jeung tumor ti grup perlakuan béda, kaasup Saline, Saline + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, sarta grup RuDA-NPs + Laser. Изображения окрашивания E H&E основных органов и опухолей из разных групп лечения, включая группы физиологического раствора, физиологического раствора + лазера, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs и RuDA-NPs + Laser. E H&E ngawarnaan gambar organ utama jeung tumor ti grup perlakuan béda, kaasup saline, saline + laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, sarta grup RuDA-NPs + Laser.来自不同治疗组的主要器官和肿瘤的E H&E 染色图像，包括盐水、盐水+ 激光、家光、Rus Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda Ruda ruda来自不同治疗组的主要器官和肿瘤的E H&E Окрашивание E H&E основных органов и опухолей из различных групп лечения, включая физиологический раствор, физиологический раствор + лазер, RuDA, RuDA + лазер, RuDA-NPs и RuDA-NPs + лазер. E H&E ngawarnaan organ utama sareng tumor tina sababaraha kelompok perlakuan kalebet saline, saline + laser, RuDA, RuDA + laser, RuDA-NPs, sareng RuDA-NPs + laser.Skala bar: 60 µm.
Pangaruh fototerapi dina vivo sareng RuDA sareng RuDA NPs dievaluasi dimana mencit taranjang kalayan tumor MDA-MB-231 disuntik sacara intravena sareng RuDA atanapi RuDA NPs dina dosis tunggal 10.0 µmol kg-1 via urat buntut, teras 8. jam saatos suntikan.iradiasi laser kalayan panjang gelombang 808 nm.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 8B, volume tumor anu nyata ngaronjat dina saline jeung grup laser, nunjukkeun yén saline atawa laser 808 irradiation miboga saeutik pangaruh dina tumuwuhna tumor.Saperti dina grup saline, pertumbuhan tumor gancang ogé dititénan dina mencit dirawat kalayan RuDA-NPs atanapi RuDA dina henteuna irradiation laser, demonstrating karacunan poék maranéhanana.Kontras, sanggeus irradiation laser, duanana RuDA-NP na RuDA perlakuan ngainduksi regression tumor signifikan kalawan reductions volume tumor tina 95.2% na 84.3% masing-masing, dibandingkeun jeung grup saline diperlakukeun, nunjukkeun PDT sinergis alus teuing., dimédiasi ku pangaruh RuDA/CHTV.- NP atanapi Bijih Dibandingkeun sareng RuDA, RuDA NPs nunjukkeun pangaruh phototherapeutic anu langkung saé, anu utamina kusabab pangaruh EPR tina RuDA NPs.Hasil inhibisi pertumbuhan tumor anu salajengna ditaksir ku beurat tumor excised dina poé 15 perlakuan (Gbr. 8C jeung Gambar Tambahan. 33).Massa tumor rata-rata dina beurit anu dirawat RuDA-NP sareng beurit anu dirawat RuDA nyaéta 0.08 sareng 0.27 g masing-masing, anu langkung hampang tibatan dina kelompok kontrol (1.43 g).
Salaku tambahan, beurat awak beurit dirékam unggal tilu dinten pikeun diajar karacunan poék RuDA-NPs atanapi RuDA in vivo.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 8D, euweuh béda anu signifikan dina beurat awak anu observasi pikeun sakabéh grup perlakuan. Salajengna, ngawarnaan hematoxylin sareng eosin (H&E) tina organ utama (jantung, ati, limpa, paru-paru, sareng ginjal) tina kelompok perlakuan anu béda dilaksanakeun. Salajengna, ngawarnaan hematoxylin sareng eosin (H&E) tina organ utama (jantung, ati, limpa, paru-paru, sareng ginjal) tina kelompok perlakuan anu béda dilaksanakeun. Кроме того, было проведено окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, гипля) Salaku tambahan, hematoxylin sareng eosin (H&E) ngawarnaan organ utama (jantung, ati, limpa, bayah, sareng ginjal) tina kelompok perlakuan anu béda dilaksanakeun.此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）进行苏木石行苏月精 (H&E) Кроме того, проводили окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, селезином) Salaku tambahan, hematoxylin sareng eosin (H&E) ngawarnaan organ utama (jantung, ati, limpa, paru-paru, sareng ginjal) dilakukeun dina kelompok perlakuan anu béda.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.8E, gambar ngawarnaan H&E tina lima organ utama tina RuDA-NPs sareng grup RuDA henteu nunjukkeun Abnormalitas anu jelas atanapi karusakan organ. 8E, gambar ngawarnaan H&E tina lima organ utama tina RuDA-NPs sareng grup RuDA henteu nunjukkeun Abnormalitas anu jelas atanapi karusakan organ.Ditémbongkeun saperti dina Gbr.8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs и RuDA né демонстрируют явных органов из групп RuDA-NPs и RuDA не демонстрируют явных аномаливинолий лид. 8E, H&E ngawarnaan gambar tina lima organ utama tina RuDA-NPs sareng grup RuDA nunjukkeun henteu aya abnormalitas organ atanapi lesi anu atra.如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E 染色图像没有显示出明显的夺出明显的出明显的。如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E Как показано на рисунке 8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs и RuDA tanpa pungsionalitas lian. Ditémbongkeun saperti dina Gambar 8E, H&E gambar staining tina lima organ utama ti RuDA-NPs jeung grup RuDA némbongkeun euweuh Abnormalitas atra atawa karuksakan organ.Hasil ieu nunjukkeun yén RuDA-NP atanapi RuDA henteu nunjukkeun tanda-tanda karacunan dina vivo. Sumawona, gambar ngawarnaan H&E tumor nunjukkeun yén grup RuDA + Laser sareng RuDA-NPs + Laser tiasa nyababkeun karusakan sél kanker parna, nunjukkeun khasiat fototerapeutik in vivo tina RuDA sareng RuDA-NPs. Sumawona, gambar ngawarnaan H&E tumor nunjukkeun yén grup RuDA + Laser sareng RuDA-NPs + Laser tiasa nyababkeun karusakan sél kanker parna, nunjukkeun khasiat fototerapeutik in vivo tina RuDA sareng RuDA-NPs.Salaku tambahan, gambar tumor anu diwarnaan hematoxylin-eosin nunjukkeun yén duanana RuDA + Laser sareng RuDA-NPs + Laser grup tiasa nyababkeun karusakan parna sél kanker, nunjukkeun efficacy phototherapeutic punjul tina RuDA sareng RuDA-NPs in vivo.H&E此外 ， 肿瘤 的 & e 染色 显示 ， ruda + laser 和 ruda-nps + laser 组均 导致 的 癌细胞 破坏 ， 证明 的。 。 ruda 。 。 ruda 。 。 ...Salaku tambahan, gambar tumor hematoxylin sareng eosin nunjukkeun yén grup RuDA + Laser sareng RuDA-NPs + Laser nyababkeun karusakan parah sél kanker, nunjukkeun efektivitas fototerapeutik punjul tina RuDA sareng RuDA-NPs dina vivo.
Dina kacindekan, kompleks organologam Ru(II) -arene (RuDA) sareng ligan tipe DA dirancang pikeun ngagampangkeun prosés ISC nganggo metode agrégasi.RuDA anu disintésis tiasa ngumpul diri ngaliwatan interaksi non-kovalén pikeun ngabentuk sistem supramolekul anu diturunkeun RuDA, ku kituna ngagampangkeun formasi 1O2 sareng konversi photothermal éfisién pikeun terapi kanker anu ngainduksi cahaya.Éta noteworthy yén RuDA monomeric teu ngahasilkeun 1O2 dina irradiation laser dina 808 nm, tapi bisa ngahasilkeun jumlah badag 1O2 dina kaayaan aggregated, demonstrating rationality jeung efisiensi desain urang.Panaliti saterasna nunjukkeun yén rakitan supramolekul masihan RuDA kalayan sipat fotofisik sareng fotokimia anu ningkat, sapertos nyerep redshift sareng résistansi photobleaching, anu dipikahoyong pisan pikeun ngolah PDT sareng PTT.Boh percobaan in vitro sareng in vivo nunjukkeun yén RuDA NPs kalayan biokompatibilitas anu saé sareng akumulasi anu saé dina tumor nunjukkeun kagiatan antikanker anu ngainduksi cahaya anu saé dina iradiasi laser dina panjang gelombang 808 nm.Ku kituna, RuDA NPs salaku réagen PDT/PTW supramolekul bimodal éféktif bakal enrich susunan photosensitizers diaktipkeun dina panjang gelombang luhur 800 nm.Desain konseptual sistem supramolekul nyadiakeun jalur efisien keur photosensitizers NIR-diaktipkeun kalawan épék photosensitizing alus teuing.
Sadaya bahan kimia sareng pangleyur dicandak ti supplier komérsial sareng dianggo tanpa pamurnian salajengna.RuCl3 dibeuli ti Boren Precious Metals Co., Ltd. (Kunming, Cina).[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-phenanthroline-5,6-dione) jeung 4,7-bis[4-(N,N-diphenylamino)phenyl]-5 ,6-Diamino-2,1,3-benzothiadiazole disintésis nurutkeun studi saméméhna64,65.spéktra NMR kacatet dina spéktrométer Bruker Avance III-HD 600 MHz di Southeastern University Analytical Test Center ngagunakeun d6-DMSO atanapi CDCl3 salaku pangleyur.Pergeseran kimiawi δ dirumuskeun dina ppm.ngeunaan tetramethylsilane, sarta konstanta interaksi J dirumuskeun dina nilai mutlak dina hertz.Spektrométri massa résolusi luhur (HRMS) dilaksanakeun dina alat Agilent 6224 ESI/TOF MS.Analisis unsur C, H, sareng N dilaksanakeun dina analisa unsur Vario MICROCHNOS (Elementar).Spéktrum anu katingali UV diukur dina spéktrofotometer Shimadzu UV3600.Spéktrum fluoresensi dirékam dina spéktrofluorimeter Shimadzu RF-6000.spéktra EPR kacatet dina alat Bruker EMXmicro-6/1.Morfologi jeung struktur sampel disusun ieu diulik dina FEI Tecnai G20 (TEM) jeung Bruker Ikon (AFM) instrumen operasi dina tegangan 200 kV.Paburencay cahaya dinamis (DLS) dilakukeun dina analis Nanobrook Omni (Brookhaven).Sipat fotoéléktrokimia diukur dina setélan éléktrokimia (CHI-660, Cina).Gambar fotoakustik dicandak nganggo sistem FUJIFILM VisualSonics Vevo® LAZR.Gambar confocal dicandak nganggo mikroskop confocal Olympus FV3000.Analisis FACS dilakukeun dina cytometer aliran BD Calibur.Percobaan kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) dilaksanakeun dina sistem Waters Alliance e2695 ngagunakeun detektor 2489 UV/Vis.Tés Gél Permeation Chromatography (GPC) dirékam dina instrumen Thermo ULTIMATE 3000 ngagunakeun detektor indéks réfraktif ERC RefratoMax520.
[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-phenanthroline-5,6-dione)64 (481,0 mg, 1,0 mmol), 4,7-bis[4 -(N, N-diphenylamino)phenyl]-5,6-diamino-2,1,3-benzothiadiazole 65 (652.0 mg, 1.0 mmol) jeung asam asétat glasial (30 ml) diaduk dina kulkas réfluks salila 12 jam.Pangleyur ieu lajeng dipiceun dina vacuo maké evaporator Rotary.Résidu anu dihasilkeun dimurnikeun ku kromatografi kolom kilat (gél silika, CH2Cl2: MeOH=20:1) pikeun meunangkeun RuDA salaku bubuk héjo (ngahasilkeun: 877,5 mg, 80%).bool.Diitung pikeun C64H48Cl2N8RuS: C 67.84, H 4.27, N 9.89.kapanggih: C 67.92, H 4.26, N 9.82.1H NMR (600 MHz, d6-DMSO) δ 10,04 (s, 2H), 8,98 (s, 2H), 8,15 (s, 2H), 7,79 (s, 4H), 7,44 (s, 8H), 7,21 (d, J = 31,2 Hz, 16H), 6,47 (s, 2H), 6,24 (s, 2H), 2,69 (s, 1H), 2,25 (s, 3H), 0,99 (s, 6H).13c nmr (150 MHZ, D6-DMSO), δ (PPM) 158.03, 152.81, 149.31, 147.98, 147.16, 139.98, 136.21, 135.57, 134.68, 130.34, 130.02, 128.68, 128.01, 125.51, 124.45, 120.81, 103.49, 103.49 , 103. , 86.52, 84.75, 63.29, 30.90, 22.29, 18.83.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 1097,25.
Sintésis 4,7-bis[4-(N,N-diethylamino)fenil-5,6-diamino-2,1,3-benzothiadiazole (L2): L2 disintésis dina dua léngkah.Pd(PPh3)4 (46 mg, 0.040 mmol) ditambahkeun kana N,N-diethyl-4-(tributylstannyl)aniline (1.05 g, 2.4 mmol) jeung 4,7-dibromo-5,6-dinitro solution - 2, 1,3-benzothiadiazole (0,38 g, 1,0 mmol) dina toluene garing (100 ml).Campuran ieu diaduk dina 100 ° C salila 24 jam.Saatos miceun toluene dina vakum, padet anu dihasilkeun dikumbah ku éter minyak bumi.Lajeng campuran sanyawa ieu (234,0 mg, 0,45 mmol) jeung bubuk beusi (0,30 g, 5,4 mmol) dina asam asétat (20 ml) ieu diaduk dina 80 ° C salila 4 jam.Campuran réaksi dituang kana cai sareng padet coklat anu dihasilkeun dikumpulkeun ku filtrasi.Produk ieu dimurnikeun dua kali ku vakum sublimation méré padet héjo (126,2 mg, 57% ngahasilkeun).bool.Diitung pikeun C26H32N6S: C 67.79, H 7.00, N 18.24.kapanggih: C 67.84, H 6.95, H 18.16.1H NMR (600 MHz, CDCl3), δ (ppm) 7,42 (d, 4H), 6,84 (d, 4H), 4,09 (s, 4H), 3,42 (d, 8H), 1,22 (s, 12H).13С NMR (150 MHz, CDCl3), δ (ppm) 151,77, 147,39, 138,07, 131,20, 121,09, 113,84, 111,90, 44,34, 12,77.ESI-MS: m/z [M+H]+ = 461,24.
Sanyawa disiapkeun sareng dimurnikeun nuturkeun prosedur anu sami sareng RuDA.bool.Diitung pikeun C48H48Cl2N8RuS: C 61.27, H 5.14, N 11.91.kapanggih: C, 61,32, H, 5,12, N, 11,81,1H NMR (600 MHz, d6-DMSO), δ (ppm) 10,19 (s, 2H), 9,28 (s, 2H), 8,09 (s, 2H), 7,95 (s, 4H), 6,93 (s, 4H), 6,48 (d, 2H), 6,34 (s, 2H), 3,54 (t, 8H), 2,80 (m, 1H), 2,33 (s, 3H), 1,31 (t, 12H), 1,07 (s, 6H).13 B2 NMR (151 MHz, CDCL3), δ (PPM), 153.7.79, 107,0, 107,07, 84.7, 87,0, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.4, 84.7, 87,4, 84.7, 88.4, 88.4, 88.4, 88.4, 88.4, 88.4, 88.4, 88.4, 88.4, 84.4, 88,4amana., 38.06, 31.22, 29.69, 22.29, 19.19, 14.98, 12.93.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 905,24.
RuDA ieu leyur dina MeOH / H2O (5/95, v / v) dina konsentrasi 10 μM.Spéktrum nyerep RuDA diukur unggal 5 menit dina spéktrofotométer Shimadzu UV-3600 dina iradiasi ku sinar laser kalayan panjang gelombang 808 nm (0.5 W/cm2).Spéktrum ICG dirékam dina kaayaan anu sami sareng standar.
Spektrum EPR kacatet dina spéktrométer Bruker EMXmicro-6/1 kalayan kakuatan gelombang mikro 20 mW, rentang scanning 100 G, sareng modulasi médan 1 G. 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidone. (TEMP) jeung 5,5-dimétil-1-pyrroline N-oksida (DMPO) dipaké salaku spin sarap.Spéktrum résonansi spin éléktron dirékam pikeun solusi campuran RuDA (50 µM) sareng TEMF (20 mM) atanapi DMPO (20 mM) dina aksi radiasi laser kalayan panjang gelombang 808 nm (0.5 W / cm2).
Itungan DFT sareng TD-DFT pikeun RuDA dilaksanakeun dina tingkat PBE1PBE/6–31 G*//LanL2DZ dina larutan cai ngagunakeun program Gaussian 1666,67,68.HOMO-LUMO, liang jeung sebaran éléktron tina single-énergi low kaayaan bungah RuDA ieu plotted ngagunakeun program GaussView (versi 5.0).
Urang mimiti nyoba ngukur efisiensi generasi 1O2 RuDA ngagunakeun spéktroskopi UV-ditingali konvensional kalawan ICG (ΦΔ = 0.002) salaku standar, tapi photodegradation of ICG kuat mangaruhan hasil.Ku kituna, ngahasilkeun kuantum 1O2 RuDA diukur ku ngadeteksi parobahan inténsitas fluoresensi ABDA kira-kira 428 nm nalika disinari ku laser kalayan panjang gelombang 808 nm (0.5 W/cm2).Ékspérimén dilakukeun dina RuDA sareng RuDA NPs (20 μM) dina cai / DMF (98/2, v / v) anu ngandung ABDA (50 μM).Ngahasilkeun kuantum 1O2 diitung ngagunakeun rumus ieu: ΦΔ (PS) = ΦΔ (ICG) × (rFS/APS)/(rICG/AICG).rPS sareng rICG nyaéta laju réaksi ABDA kalayan 1O2 dicandak tina photosensitizer sareng ICG, masing-masing.APS sareng AICG nyaéta nyerep tina photosensitizer sareng ICG masing-masing dina 808 nm.
Pangukuran AFM dilaksanakeun dina kaayaan cair nganggo mode scan dina sistem Bruker Dimension Icon AFM.Nganggo struktur kabuka kalayan sél cair, sél dikumbah dua kali nganggo étanol sareng dikeringkeun ku aliran nitrogén.Selapkeun sél garing kana sirah optik mikroskop.Langsung nempatkeun serelek sampel kana kolam renang cairan sarta nempatkeun eta dina cantilever maké jarum suntik plastik disposable steril sarta jarum steril.serelek sejen disimpen langsung dina sampel, sarta lamun sirah optik ieu lowered, dua tetes ngahiji, ngabentuk meniscus antara sampel jeung embung cair.Pangukuran AFM dilaksanakeun nganggo cantilever nitrida ngawangun SCANASYST-FLUID V (Bruker, karasa k = 0.7 N m-1, f0 = 120-180 kHz).
Kromatogram HPLC dicandak dina sistem Waters e2695 anu dilengkepan kolom phoenix C18 (250 × 4,6 mm, 5 µm) nganggo detektor 2489 UV / Vis.Panjang gelombang detektor nyaéta 650 nm.Fase mobile A jeung B éta cai jeung métanol, masing-masing, sarta laju aliran fase mobile éta 1.0 ml · mnt-1.Gradién (pangleyur B) nyaéta kieu: 100% ti 0 nepi ka 4 menit, 100% nepi ka 50% ti 5 nepi ka 30 menit, sarta reset ka 100% ti 31 nepi ka 40 menit.Bijih ieu leyur dina leyuran campuran métanol jeung cai (50/50, ku volume) dina konsentrasi 50 μM.Volume suntikan nyaéta 20 μl.
Uji GPC dirékam dina instrumen Thermo ULTIMATE 3000 dilengkepan dua kolom PL aquagel-OH MIXED-H (2 × 300 × 7.5 mm, 8 µm) sareng detektor indéks réfraktif ERC RefratoMax520.Kolom GPC dielusi sareng cai dina laju aliran 1 ml / mnt dina 30 ° C.NP bijih leyur dina leyuran PBS (pH = 7,4, 50 μM), volume suntik éta 20 μL.
Photocurrents diukur dina hiji setelan éléktrokimia (CHI-660B, Cina).Réspon optoeléktronik nalika laser dihurungkeun sareng mareuman (808 nm, 0.5 W / cm2) diukur dina tegangan 0.5 V dina kotak hideung, masing-masing.Sél tilu éléktroda standar dipaké kalawan éléktroda karbon glassy (GCE) ngawangun L salaku éléktroda kerja, éléktroda calomel standar (SCE) salaku éléktroda rujukan, sarta piringan platinum salaku éléktroda counter.Solusi 0,1 M Na2SO4 dipaké salaku éléktrolit.
Garis sél kanker payudara manusa MDA-MB-231 dibeuli ti KeyGEN Biotec Co., LTD (Nanjing, Cina, nomer katalog: KG033).Sél anu tumuwuh dina monolayers dina Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM, glukosa tinggi) supplemented kalawan solusi 10% sérum bovine fétal (FBS), pénisilin (100 μg / ml) jeung streptomycin (100 μg / ml).Sadaya sél dikultur dina suhu 37 ° C dina atmosfir lembab anu ngandung 5% CO2.
Uji MTT digunakeun pikeun nangtukeun sitotoksisitas RuDA sareng RuDA-NPs dina ayana sareng henteuna iradiasi cahaya, nganggo atanapi tanpa Vc (0.5 mM).Sél kanker MDA-MB-231 ditumbuhkeun dina piring 96-sumur kalayan kapadetan sél kira-kira 1 x 105 sél / ml / sumur sareng diinkubasi salami 12 jam dina suhu 37,0 ° C dina atmosfir 5% CO2 sareng 95% hawa.RuDA sareng RuDA NPs leyur dina cai ditambahkeun kana sél.Saatos 12 jam inkubasi, sél kakeunaan radiasi laser 0,5 W cm -2 dina panjang gelombang 808 nm salami 10 menit (300 J cm -2) teras diinkubasi dina poék salami 24 jam.Sélna teras diinkubasi sareng MTT (5 mg / ml) salami 5 jam deui.Tungtungna, ganti medium jadi DMSO (200 µl) pikeun ngabubarkeun kristal formazan ungu anu dihasilkeun.Nilai OD diukur nganggo pamaca microplate kalayan panjang gelombang 570/630 nm.Nilai IC50 pikeun tiap sampel diitung ngagunakeun software SPSS tina kurva dosis-réspon dicandak tina sahanteuna tilu percobaan bebas.
Sél MDA-MB-231 dirawat kalayan RuDA sareng RuDA-NP dina konsentrasi 50 μM.Saatos 12 jam inkubasi, sél disinari ku laser kalayan panjang gelombang 808 nm sareng kakuatan 0,5 W / cm2 salami 10 mnt (300 J / cm2).Dina grup vitamin C (Vc), sél dirawat kalayan 0,5 mM Vc sateuacan iradiasi laser.Sél teras diinkubasi dina poék salami 24 jam tambahan, teras diwarnaan ku calcein AM sareng propidium iodide (20 μg / ml, 5 μl) salami 30 menit, teras dikumbah ku PBS (10 μl, pH 7.4).gambar sél patri.
waktos pos: Sep-23-2022
