Dankie dat jy Nature.com besoek het.Die blaaierweergawe wat jy gebruik het beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).In die tussentyd, om volgehoue ondersteuning te verseker, sal ons die webwerf sonder style en JavaScript weergee.
Effektiewe fotosensibiliseerders is veral belangrik vir die wydverspreide kliniese gebruik van fototerapie.Konvensionele fotosensibiliseerders ly egter oor die algemeen aan kortgolflengte-absorpsie, onvoldoende fotostabiliteit, lae kwantumopbrengs van reaktiewe suurstofspesies (ROS), en aggregasie-geïnduseerde blus van ROS.Hier rapporteer ons 'n naby-infrarooi (NIR) supramolekulêre fotosensibilisator (RuDA) bemiddel deur selfsamestelling van Ru(II)-areen organometaalkomplekse in waterige oplossing.RuDA kan slegs singlet suurstof (1O2) genereer in die geaggregeerde toestand, en dit vertoon duidelike aggregasie-geïnduseerde 1O2 generasie gedrag as gevolg van 'n aansienlike toename in die oorkruisproses tussen die singlet-drieling sisteem.Onder die werking van 808 nm laserlig vertoon RuDA 'n 1O2 kwantumopbrengs van 16.4% (FDA-goedgekeurde indocianine groen: ΦΔ=0.2%) en 'n hoë fototermiese omskakelingsdoeltreffendheid van 24.2% (kommersiële goue nanorods) met uitstekende fotostabiliteit.: 21.0%, goue nanodoppe: 13.0%.Boonop kan RuDA-NPs met goeie bioversoenbaarheid verkieslik by tumorplekke ophoop, wat beduidende tumorregressie tydens fotodinamiese terapie veroorsaak met 'n 95.2% vermindering in tumorvolume in vivo.Hierdie aggregasie-verbeterende fotodinamiese terapie bied 'n strategie vir die ontwikkeling van fotosensibiliseerders met gunstige fotofisiese en fotochemiese eienskappe.
In vergelyking met konvensionele terapie, is fotodinamiese terapie (PDT) 'n aantreklike behandeling vir kanker vanweë die beduidende voordele daarvan soos akkurate tydruimtelike beheer, nie-indringendheid, weglaatbare middelweerstandigheid en minimalisering van newe-effekte 1,2,3.Onder ligbestraling kan die fotosensibiliseerders wat gebruik word geaktiveer word om hoogs reaktiewe suurstofspesies (ROS) te vorm, wat lei tot apoptose/nekrose of immuunresponse4,5. Die meeste konvensionele fotosensibiliseerders, soos chloriene, porfiriene en antrakinone, het egter relatief kort-golflengte-absorpsie (frekwensie < 680 nm), wat dus swak ligpenetrasie tot gevolg het as gevolg van die intense absorpsie van biologiese molekules (bv. hemoglobien en melanien) in die sigbare streek6,7. Die meeste konvensionele fotosensibiliseerders, soos chloriene, porfiriene en antrakinone, het egter relatief kort-golflengte-absorpsie (frekwensie < 680 nm), wat dus swak ligpenetrasie tot gevolg het as gevolg van die intense absorpsie van biologiese molekules (bv. hemoglobien en melanien) in die sigbare streek6,7. 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. Mees algemene fotosensibiliseerders soos chloriene, porfiriene en antrakinone het egter relatief kort golflengte-absorpsie (< 680 nm) wat lei tot swak ligpenetrasie as gevolg van intense absorpsie van biologiese molekules (bv. hemoglobien en melanien) in die sigbare gebied6,7.然而 ， 大多数 传统 的 光敏剂 ， 如 二 氢 卟酚 、 卟啉 和 蒽醌 ， 具有 相对 较 短 的 波长 吸收 （频率 <680 nm） ， 因此 由于 对 生物 分子 （如 血红 蛋白 和 黑色素） 的 强烈 吸收 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，导致光穿透性差.然而 ， 大多数 传统 的 光敏剂 ， 二 氢 卟酚 、 卟啉 蒽醌 ， 具有 相对 较 短 的 波长 吸收 terugbetig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. Die meeste tradisionele fotosensibiliseerders soos chloriene, porfiriene en antrakinone het egter relatief kort golflengte-absorpsie (frekwensie < 680 nm) as gevolg van sterk absorpsie van biomolekules soos hemoglobien en melanien wat lei tot swak ligpenetrasie.Sigbare area 6.7.Daarom is naby-infrarooi (NIR) absorberende fotosensibiliseerders wat in die 700–900 nm "terapeutiese venster" geaktiveer word, goed geskik vir fototerapie.Aangesien naby-infrarooi lig die minste deur biologiese weefsels geabsorbeer word, kan dit lei tot dieper penetrasie en minder fotoskade8,9.
Ongelukkig het bestaande NIR-absorberende fotosensibiliseerders oor die algemeen swak fotostabiliteit, lae singlet suurstof (1O2) genererende kapasiteit, en aggregasie-geïnduseerde 1O2 blus, wat hul kliniese toepassing beperk10,11.Alhoewel groot pogings aangewend is om die fotofisiese en fotochemiese eienskappe van konvensionele fotosensibiliseerders te verbeter, het verskeie verslae tot dusver berig dat NIR-absorberende fotosensibiliseerders al hierdie probleme kan oplos.Daarbenewens het verskeie fotosensibiliseerders belofte getoon vir doeltreffende generering van 1O212,13,14 wanneer dit met lig bo 800 nm bestraal word, aangesien die fotonenergie vinnig in die naby-IR-gebied afneem.Trifenylamien (TFA) as 'n elektronskenker en [1,2,5]tiadiasool-[3,4-i]dipyrido[a,c]fenasien (TDP) as 'n elektronaanvaardergroep Skenker-aanvaarder (DA) tipe kleurstowwe 'n klas van kleurstowwe, wat naby-infrarooi absorbeer, wat omvattend bestudeer is vir naby-infrarooi biobeelding II en fototermiese terapie (PTT) as gevolg van hul nou bandgaping.Dus, DA-tipe kleurstowwe kan gebruik word vir PDT met naby-IR opwekking, alhoewel hulle selde as fotosensibiliseerders vir PDT bestudeer is.
Dit is welbekend dat die hoë doeltreffendheid van intersisteemkruising (ISC) van fotosensibiliseerders die vorming van 1O2 bevorder.'n Algemene strategie vir die bevordering van die ISC-proses is om die spin-baankoppeling (SOC) van fotosensibiliseerders te verbeter deur swaar atome of spesiale organiese dele in te voer.Hierdie benadering het egter steeds 'n paar nadele en beperkings19,20.Onlangs het supramolekulêre selfsamestelling 'n onder-na-bo-intelligente benadering verskaf vir die vervaardiging van funksionele materiale op molekulêre vlak,21,22 met talle voordele in fototerapie: (1) self-saamgestelde fotosensibiliseerders kan die potensiaal hê om lintstrukture te vorm.Soortgelyk aan elektroniese strukture met 'n digter verspreiding van energievlakke as gevolg van oorvleuelende wentelbane tussen boublokke.Daarom sal die energie-passing tussen die laer singlet-opgewekte toestand (S1) en die naburige triplet-opgewekte toestand (Tn) verbeter word, wat voordelig is vir die ISC-proses 23, 24.(2) Supramolekulêre samestelling sal nie-stralingsverslapping verminder gebaseer op die intramolekulêre bewegingsbeperkingsmeganisme (RIM), wat ook die ISC-proses 25, 26 bevorder.(3) Die supramolekulêre samestelling kan die binneste molekules van die monomeer teen oksidasie en degradasie beskerm, en sodoende die fotostabiliteit van die fotosensibiliseerder aansienlik verbeter.Gegewe die bogenoemde voordele, glo ons dat supramolekulêre fotosensibiliseerstelsels 'n belowende alternatief kan wees om die tekortkominge van PDT te oorkom.
Ru(II)-gebaseerde komplekse is 'n belowende mediese platform vir potensiële toepassings in die diagnose en terapie van siektes as gevolg van hul unieke en aantreklike biologiese eienskappe28,29,30,31,32,33,34.Daarbenewens bied die oorvloed van opgewekte toestande en die instelbare fotofisies-chemiese eienskappe van Ru(II)-gebaseerde komplekse groot voordele vir die ontwikkeling van Ru(II)-gebaseerde fotosensibiliseerders35,36,37,38,39,40.'n Noemenswaardige voorbeeld is die rutenium(II) polipiridielkompleks TLD-1433, wat tans in Fase II kliniese proewe is as 'n fotosensibiliseerder vir die behandeling van nie-spier-indringende blaaskanker (NMIBC)41.Boonop word rutenium(II)areen organometaalkomplekse wyd gebruik as chemoterapeutiese middels vir kankerbehandeling as gevolg van hul lae toksisiteit en maklike modifikasie42,43,44,45.Die ioniese eienskappe van Ru(II)-areen organometaalkomplekse kan nie net die swak oplosbaarheid van DA-chromofore in algemene oplosmiddels verbeter nie, maar ook die samestelling van DA-chromofore verbeter.Daarbenewens kan die pseudo-oktaëdriese halftoebroodjiestruktuur van die organometaalkomplekse van Ru(II)-arene steries H-aggregasie van DA-tipe chromofore voorkom, waardeur die vorming van J-aggregasie met rooiverskuifde absorpsiebande vergemaklik word.Inherente nadele van Ru(II)-areen-komplekse, soos lae stabiliteit en/of swak biobeskikbaarheid, kan egter die terapeutiese doeltreffendheid en in vivo-aktiwiteit van areen-Ru(II)-komplekse beïnvloed.Studies het egter getoon dat hierdie nadele oorkom kan word deur ruteniumkomplekse met bioversoenbare polimere in te kapsel deur fisiese inkapseling of kovalente konjugasie.
In hierdie werk rapporteer ons DA-gekonjugeerde komplekse van Ru(II)-areen (RuDA) met 'n NIR-sneller via 'n koördinasiebinding tussen die DAD-chromofoor en die Ru(II)-areen-eenheid.Die gevolglike komplekse kan self saamstel in metalosupramolekulêre vesikels in water as gevolg van nie-kovalente interaksies.Veral, die supramolekulêre samestelling het RuDA toegerus met polimerisasie-geïnduseerde intersisteem-oorkruisingseienskappe, wat ISC-doeltreffendheid aansienlik verhoog het, wat baie gunstig was vir PDT (Fig. 1A).Om gewasakkumulasie en in vivo bioversoenbaarheid te verhoog, is FDA-goedgekeurde Pluronic F127 (PEO-PPO-PEO) gebruik om RuDA47,48,49 in te kapsuleer om RuDA-NP nanopartikels te skep (Figuur 1B) wat as 'n hoogs doeltreffende PDT/ Dual- modus PTT-instaanbediener.In kankerfototerapie (Figuur 1C), is RuDA-NP gebruik om naakmuise met MDA-MB-231-gewasse te behandel om die doeltreffendheid van PDT en PTT in vivo te bestudeer.
Skematiese illustrasie van die fotofisiese meganisme van RuDA in monomere en saamgevoegde vorme vir kankerfototerapie, sintese van B RuDA-NPs en C RuDA-NPs vir NIR-geaktiveerde PDT en PTT.
RuDA, bestaande uit TPA- en TDP-funksionaliteit, is voorberei volgens die prosedure wat in Aanvullende Figuur 1 (Figuur 2A) getoon word, en RuDA is gekenmerk deur 1H- en 13C KMR-spektra, elektrosproei-ionisasie-massaspektrometrie en elementêre analise (Aanvullende Figure 2-4) ).Die RuDA-elektrondigtheidsverskilkaart van die laagste enkeloorgang is deur tydafhanklike digtheid funksionele teorie (TD-DFT) bereken om die ladingoordragproses te bestudeer.Soos getoon in Aanvullende Figuur 5, dryf die elektrondigtheid hoofsaaklik van trifenylamien na die TDP-aanvaardereenheid na foto-eksitasie, wat toegeskryf kan word aan 'n tipiese intramolekulêre ladingoordrag (CT) oorgang.
Chemiese struktuur van erts B Absorpsiespektra van erts in mengsels van verskillende verhoudings van DMF en water.C Genormaliseerde absorpsiewaardes van RuDA (800 nm) en ICG (779 nm) teenoor tyd by 0.5 W cm-2 van 808 nm laserlig.D Die fotodegradasie van ABDA word aangedui deur RuDA-geïnduseerde vorming van 1O2 in DMF/H2O-mengsels met verskillende waterinhoude onder die werking van laserstraling met 'n golflengte van 808 nm en 'n drywing van 0.5 W/cm2.
Opsomming—UV-sigbare absorpsiespektroskopie is gebruik om die selfsamestellingseienskappe van Erts in mengsels van DMF en water in verskillende verhoudings te bestudeer.Soos in fig.2B, RuDA vertoon absorpsiebande van 600 tot 900 nm in DMF met 'n maksimum absorpsieband by 729 nm.Die verhoging van die hoeveelheid water het gelei tot 'n geleidelike rooi verskuiwing van die Erts absorpsie maksimum tot 800 nm, wat J-aggregasie van Erts in die saamgestelde stelsel aandui.Die fotoluminesensiespektra van RuDA in verskillende oplosmiddels word in Aanvullende Figuur 6 getoon. RuDA blyk tipiese NIR-II-luminessensie te vertoon met 'n maksimum emissiegolflengte van ca.1050 nm in CH2Cl2 en CH3OH, onderskeidelik.Die groot Stokes-verskuiwing (ongeveer 300 nm) van RuDA dui op 'n beduidende verandering in die geometrie van die opgewekte toestand en die vorming van lae-energie opgewekte toestande.Die luminesensie kwantum opbrengste van Erts in CH2Cl2 en CH3OH is bepaal as onderskeidelik 3.3 en 0.6%.In 'n mengsel van metanol en water (5/95, v/v) is egter 'n effense rooiverskuiwing van die emissie en 'n afname in die kwantumopbrengs (0,22%) waargeneem, wat moontlik te wyte is aan die selfsamestelling van Ore .
Om die selfsamestelling van ORE te visualiseer, het ons vloeibare atoomkragmikroskopie (AFM) gebruik om die morfologiese veranderinge in ORE in metanoloplossing te visualiseer nadat water bygevoeg is.Wanneer die waterinhoud onder 80% was, is geen duidelike samevoeging waargeneem nie (Aanvullende Fig. 7).Met 'n verdere toename in die waterinhoud tot 90–95% het klein nanopartikels egter verskyn wat die selfsamestelling van Erts aangedui het.Boonop het laserbestraling met 'n golflengte van 808 nm nie die absorpsie-intensiteit van RuDA in water beïnvloed nie. oplossing (Fig. 2C en Aanvullende Fig. 8).Daarteenoor het die absorpsie van indokianiengroen (ICG as kontrole) vinnig gedaal by 779 nm, wat uitstekende fotostabiliteit van RuDA aandui.Daarbenewens is die stabiliteit van RuDA-NPs in PBS (pH = 5.4, 7.4 en 9.0), 10% FBS en DMEM (hoë glukose) deur UV-sigbare absorpsiespektroskopie op verskeie tydstip ondersoek.Soos getoon in Aanvullende Figuur 9, is geringe veranderinge in RuDA-NP absorpsiebande waargeneem in PBS by pH 7.4/9.0, FBS en DMEM, wat uitstekende stabiliteit van RuDA-NP aandui.In 'n suur medium (рН = 5.4) is hidrolise van Erts egter gevind.Ons het ook die stabiliteit van RuDA en RuDA-NP verder geëvalueer deur gebruik te maak van hoëprestasie vloeistofchromatografie (HPLC) metodes.Soos getoon in Aanvullende Figuur 10, was RuDA stabiel in 'n mengsel van metanol en water (50/50, v/v) vir die eerste uur, en hidrolise is na 4 uur waargeneem.Slegs 'n wye konkaaf-konvekse piek is egter waargeneem vir RuDA NPs.Daarom is gelpermeasiechromatografie (GPC) gebruik om die stabiliteit van RuDA NPs in PBS (pH = 7.4) te bepaal.Soos getoon in Aanvullende Figuur 11, na 8 uur se inkubasie onder die getoetsde toestande, het die piekhoogte, piekwydte en piekarea van NP RuDA nie betekenisvol verander nie, wat uitstekende stabiliteit van NP RuDA aandui.Daarbenewens het TEM beelde getoon dat die morfologie van die RuDA-NP nanopartikels feitlik onveranderd gebly het na 24 uur in verdunde PBS buffer (pH = 7.4, Aanvullende Fig. 12).
Omdat selfsamestelling verskillende funksionele en chemiese eienskappe aan Ore kan verleen, het ons die vrystelling van 9,10-antraseendiylbis(metileen)dimalonsuur (ABDA, aanwyser 1O2) in metanol-watermengsels waargeneem.Erts met verskillende waterinhoud50.Soos getoon in Figuur 2D en Aanvullende Figuur 13, is geen agteruitgang van ABDA waargeneem wanneer die waterinhoud onder 20% was nie.Met 'n toename in humiditeit tot 40%, het ABDA-degradasie plaasgevind, soos blyk uit 'n afname in die intensiteit van ABDA-fluoressensie.Daar is ook waargeneem dat hoër waterinhoud vinniger degradasie tot gevolg het, wat daarop dui dat RuDA-selfsamestelling nodig en voordelig is vir ABDA-afbraak.Hierdie verskynsel verskil baie van moderne ACQ (aggregation-induced quenching) chromofore.Wanneer dit met 'n laser met 'n golflengte van 808 nm bestraal word, is die kwantumopbrengs van 1O2 RuDA in 'n mengsel van 98% H2O/2% DMF 16.4%, wat 82 keer hoër is as dié van ICG (ΦΔ = 0.2%)51, toon 'n merkwaardige generasie doeltreffendheid 1O2 RuDA in die toestand van aggregasie.
Elektron-spin met behulp van 2,2,6,6-tetrametiel-4-piperidinoon (TEMP) en 5,5-dimetiel-1-pirrolien N-oksied (DMPO) as spinlokvalle Resonansiespektroskopie (ESR) is gebruik om die resulterende spesies te identifiseer AFK.deur RuDA.Soos getoon in Aanvullende Figuur 14, is dit bevestig dat 1O2 gegenereer word teen bestralingstye tussen 0 en 4 minute.Daarbenewens, wanneer RuDA geïnkubeer is met DMPO onder bestraling, is 'n tipiese vier-lyn EPR sein van 1:2:2:1 DMPO-OH· addukt opgespoor, wat die vorming van hidroksielradikale (OH·) aandui.Oor die algemeen demonstreer die bogenoemde resultate die vermoë van RuDA om ROS-produksie te stimuleer deur 'n dubbele tipe I/II fotosensibiliseringsproses.
Om die elektroniese eienskappe van RuDA in monomere en geaggregeerde vorms beter te verstaan, is die grensmolekulêre orbitale van RuDA in monomere en dimeriese vorms bereken deur die DFT metode te gebruik.Soos in fig.3A word die hoogste besette molekulêre orbitaal (HOMO) van monomeriese RuDA langs die ligandruggraat gedelokaliseer en die laagste onbesette molekulêre orbitaal (LUMO) is gesentreer op die TDP-aanvaardereenheid.Inteendeel, die elektrondigtheid in die dimeriese HOMO is gekonsentreer op die ligand van een RuDA-molekule, terwyl die elektrondigtheid in die LUMO hoofsaaklik gekonsentreer is op die aanvaarder-eenheid van 'n ander RuDA-molekule, wat aandui dat RuDA in die dimeer is.Kenmerke van CT.
A Die HOMO en LUMO van Erts word in monomeriese en dimeriese vorms bereken.B Enkel- en drievoudige energievlakke van Erts in monomere en dimere.C Geskatte vlakke van RuDA en moontlike ISC-kanale as monomeriese C en dimeriese D. Pyle dui moontlike ISC-kanale aan.
Die verspreiding van elektrone en gate in die lae-energie singlet opgewekte toestande van RuDA in die monomere en dimeriese vorms is ontleed met behulp van die Multiwfn 3.852.53 sagteware, wat met behulp van die TD-DFT metode bereken is.Soos aangedui op die bykomende etiket.Soos getoon in Figure 1-2, is monomeriese RDA-gate meestal gedelokaliseer langs die ligand-ruggraat in hierdie singlet-opgewekte toestande, terwyl elektrone meestal in die TDP-groep geleë is, wat die intramolekulêre kenmerke van CT demonstreer.Daarbenewens is daar vir hierdie singlet-opgewekte toestande min of meer oorvleueling tussen gate en elektrone, wat daarop dui dat hierdie singlet-opgewekte toestande 'n mate van bydrae maak van plaaslike opwekking (LE).Vir dimere, bykomend tot intramolekulêre CT- en LE-kenmerke, is 'n sekere proporsie intermolekulêre CT-kenmerke in die onderskeie state waargeneem, veral S3, S4, S7 en S8, gebaseer op intermolekulêre CT-analise, met CT intermolekulêre oorgange as die belangrikstes (Aanvullende tabel).3).
Om die eksperimentele resultate beter te verstaan, het ons die eienskappe van RuDA-opgewekte toestande verder ondersoek om die verskille tussen monomere en dimere te ondersoek (Aanvullende Tabelle 4-5).Soos getoon in Figuur 3B, is die energievlakke van die singlet- en triplet-opgewekte toestande van die dimeer baie digter as dié van die monomeer, wat help om die energiegaping tussen S1 en Tn te verminder. Daar is gerapporteer dat die ISC-oorgange gerealiseer kan word binne 'n klein energiegaping (ΔES1-Tn < 0.3 eV) tussen S1 en Tn54. Daar is gerapporteer dat die ISC-oorgange gerealiseer kan word binne 'n klein energiegaping (ΔES1-Tn < 0.3 eV) tussen S1 en Tn54. Сообщалось, что переходы ISC могут быть реализованы в пределах небольшой энергетической щели (ΔES1-жn ДЕ,3-1Tn. Daar is gerapporteer dat ISC-oorgange gerealiseer kan word binne 'n klein energiegaping (ΔES1-Tn <0.3 eV) tussen S1 en 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 (ΔДES1,-3n.4n.4n.3n. Daar is gerapporteer dat die ISC-oorgang binne 'n klein energiegaping (ΔES1-Tn < 0.3 eV) tussen S1 en Tn54 gerealiseer kan word.Daarbenewens moet slegs een orbitaal, beset of onbewoon, verskil in gebonde enkelvoudige en drievoudige toestande om 'n nie-nul SOC integraal te verskaf.Dus, gebaseer op die ontleding van die opwekkingsenergie en die orbitale oorgang, word alle moontlike kanale van die ISC-oorgang in Fig.3C,D.Opvallend is dat slegs een ISC-kanaal in die monomeer beskikbaar is, terwyl die dimeriese vorm vier ISC-kanale het wat die ISC-oorgang kan verbeter.Daarom is dit redelik om te aanvaar dat hoe meer RuDA-molekules saamgevoeg word, hoe meer toeganklik sal die ISC-kanale wees.Daarom kan RuDA-aggregate twee-band elektroniese strukture in die singlet- en triplet-toestande vorm, wat die energiegaping tussen S1 en beskikbare Tn verminder, en sodoende die doeltreffendheid van ISC verhoog om 1O2-generering te vergemaklik.
Om die onderliggende meganisme verder toe te lig, het ons 'n verwysingsverbinding van die areen-Ru(II)-kompleks (RuET) gesintetiseer deur twee etielgroepe met twee trifenylamien-fenielgroepe in RuDA te vervang (Fig. 4A, vir volledige karakterisering, sien ESI, Aanvullende 15) -21 ) Van skenker (diëtielamien) tot aanvaarder (TDF), RuET het dieselfde intramolekulêre CT-eienskappe as RuDA.Soos verwag, het die absorpsiespektrum van RuET in DMF 'n lae energieladingoordragband getoon met sterk absorpsie in die nabye infrarooi gebied in die omgewing van 600-1100 nm (Fig. 4B).Daarbenewens is RuET-aggregasie ook waargeneem met toenemende waterinhoud, wat weerspieël is in die rooiverskuiwing van die absorpsiemaksimum, wat verder bevestig is deur vloeibare AFM-beelding (Aanvullende Fig. 22).Die resultate toon dat RuET, soos RuDA, intramolekulêre toestande kan vorm en self in geaggregeerde strukture kan saamstel.
Chemiese struktuur van RuET.B Absorpsiespektra van RuET in mengsels van verskillende verhoudings van DMF en water.Plotte C EIS Nyquist vir RuDA en RuET.Fotostroomreaksies D van RuDA en RuET onder die werking van laserstraling met 'n golflengte van 808 nm.
Die fotodegradasie van ABDA in die teenwoordigheid van RuET is geëvalueer deur bestraling met 'n laser met 'n golflengte van 808 nm.Verbasend genoeg is geen degradasie van ABDA in verskeie waterfraksies waargeneem nie (Aanvullende Fig. 23).'n Moontlike rede is dat RuET nie doeltreffend 'n gebande elektroniese struktuur kan vorm nie omdat die etielketting nie doeltreffende intermolekulêre ladingoordrag bevorder nie.Daarom is elektrochemiese impedansie spektroskopie (EIS) en verbygaande fotostroommetings uitgevoer om die foto-elektrochemiese eienskappe van RuDA en RuET te vergelyk.Volgens die Nyquist-plot (Figuur 4C), toon RuDA 'n baie kleiner radius as RuET, wat beteken dat RuDA56 vinniger intermolekulêre elektronvervoer en beter geleidingsvermoë het.Daarbenewens is die fotostroomdigtheid van RuDA baie hoër as dié van RuET (Fig. 4D), wat die beter ladingoordragdoeltreffendheid van RuDA57 bevestig.Dus, die fenielgroep van trifenylamien in Ore speel 'n belangrike rol in die verskaffing van intermolekulêre ladingoordrag en vorming van 'n geband elektroniese struktuur.
Om gewasakkumulasie en in vivo bioversoenbaarheid te verhoog, het ons RuDA verder met F127 ingekapsuleer.Die gemiddelde hidrodinamiese deursnee van RuDA-NPs is bepaal as 123.1 nm met 'n nou verspreiding (PDI = 0.089) deur gebruik te maak van die dinamiese ligverstrooiings (DLS) metode (Figuur 5A), wat gewasakkumulasie bevorder het deur deurlaatbaarheid en retensie te verhoog.EPR) effek.Die TEM beelde het getoon dat erts NP's 'n eenvormige sferiese vorm het met 'n gemiddelde deursnee van 86 nm.Opmerklik, die absorpsie maksimum van RuDA-NP's het by 800 nm verskyn (Aanvullende Fig. 24), wat aandui dat RuDA-NP's die funksies en eienskappe van selfsamestellende RuDA's kan behou.Die berekende ROS kwantumopbrengs vir NP Ore is 15.9%, wat vergelykbaar is met Ore.Die fototermiese eienskappe van RuDA NPs is bestudeer onder die werking van laserstraling met 'n golflengte van 808 nm met behulp van 'n infrarooi kamera.Soos in fig.5B,C, het die kontrolegroep (slegs PBS) 'n effense toename in temperatuur ervaar, terwyl die temperatuur van die RuDA-NPs oplossing vinnig toegeneem het met toenemende temperatuur (ΔT) tot 15.5, 26.1 en 43.0°C.Hoë konsentrasies was onderskeidelik 25, 50 en 100 µM, wat 'n sterk fototermiese effek van RuDA NPs aandui.Daarbenewens is verhitting/verkoelingsiklusmetings geneem om die fototermiese stabiliteit van RuDA-NP te evalueer en met ICG te vergelyk.Die temperatuur van Ore NPs het nie afgeneem na vyf verhitting/verkoelingsiklusse nie (Fig. 5D), wat die uitstekende fototermiese stabiliteit van Ore NPs aandui.In teenstelling hiermee vertoon ICG laer fototermiese stabiliteit soos gesien uit die oënskynlike verdwyning van die fototermiese temperatuurplato onder dieselfde toestande.Volgens die vorige metode58 is die fototermiese omskakelingsdoeltreffendheid (PCE) van RuDA-NP as 24.2% bereken, wat hoër is as bestaande fototermiese materiale soos goue nanorods (21.0%) en goue nanoskulpe (13.0%)59.NP Ore vertoon dus uitstekende fototermiese eienskappe, wat hulle belowende PTT-middels maak.
Ontleding van DLS- en TEM-beelde van RuDA NP's (inlas).B Termiese beelde van verskeie konsentrasies RuDA NP's wat aan laserstraling blootgestel is by 'n golflengte van 808 nm (0.5 W cm-2).C Fototermiese omskakelingskurwes van verskeie konsentrasies van erts-NP's, wat kwantitatiewe data is.B. D Temperatuurverhoging van ORE NP en ICG oor 5 verhitting-verkoelingsiklusse.
Fotositotoksisiteit van RuDA NPs teen MDA-MB-231 menslike borskankerselle is in vitro geëvalueer.Soos in fig.6A, B, RuDA-NPs en RuDA het weglaatbare sitotoksisiteit getoon in die afwesigheid van bestraling, wat laer donker toksisiteit van RuDA-NPs en RuDA impliseer.Na blootstelling aan laserbestraling by 'n golflengte van 808 nm het RuDA en RuDA NPs egter sterk fotositotoksisiteit teen MDA-MB-231 kankerselle getoon met IC50 waardes (halfmaksimum inhiberende konsentrasie) van onderskeidelik 5.4 en 9.4 μM, wat demonstreer dat RuDA-NP en RuDA potensiaal het vir kankerfototerapie.Daarbenewens is die fotositotoksisiteit van RuDA-NP en RuDA verder ondersoek in die teenwoordigheid van vitamien C (Vc), 'n ROS-afvanger, om die rol van ROS in lig-geïnduseerde sitotoksisiteit toe te lig.Uiteraard het sellewensvatbaarheid toegeneem na die byvoeging van Vc, en die IC50 waardes van RuDA en RuDA NPs was onderskeidelik 25.7 en 40.0 μM, wat die belangrike rol van ROS in die fotositotoksisiteit van RuDA en RuDA NPs bewys.Lig-geïnduseerde sitotoksisiteit van RuDA-NPs en RuDA in MDA-MB-231 kankerselle deur lewendige/dooie sel kleuring met behulp van kalseïen AM (groen fluoressensie vir lewende selle) en propidiumjodied (PI, rooi fluoressensie vir dooie selle).deur selle bevestig) as fluoresserende probes.Soos getoon in Figuur 6C, het selle wat met RuDA-NP of RuDA behandel is, lewensvatbaar gebly sonder bestraling, soos blyk uit intense groen fluoressensie.Inteendeel, onder laserbestraling is slegs rooi fluoressensie waargeneem, wat die effektiewe fotositotoksisiteit van RuDA of RuDA NPs bevestig.Dit is opmerklik dat groen fluoressensie verskyn het by toevoeging van Vc, wat 'n skending van die fotositotoksisiteit van RuDA en RuDA NP's aandui.Hierdie resultate stem ooreen met in vitro fotositotoksisiteitstoetse.
Dosisafhanklike lewensvatbaarheid van A RuDA- en B RuDA-NP-selle in MDA-MB-231-selle in die teenwoordigheid of afwesigheid van Vc (0.5 mM), onderskeidelik.Foutstawe, gemiddelde ± standaardafwyking (n = 3). Ongepaarde, tweesydige t-toetse *p < 0,05, **p < 0,01 en ***p < 0,001. Ongepaarde, tweesydige t-toetse *p < 0,05, **p < 0,01 en ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 en ***p <0,001. Ongepaarde tweestert-t-toetse *p<0.05, **p<0.01 en ***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 en ***p <0,001. Ongepaarde tweestert-t-toetse *p<0.05, **p<0.01 en ***p<0.001.C Lewende/dooie sel-kleuringsanalise deur kalseïen AM en propidiumjodied as fluoresserende probes te gebruik.Skaalbalk: 30 µm.Verteenwoordigende beelde van drie biologiese herhalings van elke groep word gewys.D Konfokale fluoressensiebeelde van ROS-produksie in MDA-MB-231-selle onder verskillende behandelingstoestande.Groen DCF-fluoressensie dui die teenwoordigheid van ROS aan.Bestraal met 'n laser met 'n golflengte van 808 nm met 'n drywing van 0,5 W/cm2 vir 10 minute (300 J/cm2).Skaalbalk: 30 µm.Verteenwoordigende beelde van drie biologiese herhalings van elke groep word gewys.E Vloeisitometrie RuDA-NPs (50 µM) of RuDA (50 µM) behandelingsanalise met of sonder 808 nm laser (0.5 W cm-2) in die teenwoordigheid en afwesigheid van Vc (0.5 mM) vir 10 min.Verteenwoordigende beelde van drie biologiese herhalings van elke groep word gewys.F Nrf-2, HSP70 en HO-1 van MDA-MB-231-selle behandel met RuDA-NPs (50 µM) met of sonder 808 nm laserbestraling (0,5 W cm-2, 10 min, 300 J cm-2), selle druk 2).Verteenwoordigende beelde van twee biologiese herhalings van elke groep word gewys.
Intrasellulêre ROS produksie in MDA-MB-231 selle is ondersoek deur die 2,7-dichlorodihydrofluorescein diasetaat (DCFH-DA) kleuringsmetode te gebruik.Soos in fig.6D, selle wat met RuDA-NPs of RuDA behandel is, het duidelike groen fluoressensie vertoon wanneer dit met die 808 nm laser bestraal is, wat aandui dat RuDA-NPs en RuDA 'n doeltreffende vermoë het om ROS te genereer.Inteendeel, in die afwesigheid van lig of in die teenwoordigheid van Vc, is slegs 'n swak fluoresserende sein van die selle waargeneem, wat 'n effense vorming van ROS aangedui het.Intrasellulêre ROS-vlakke in RuDA-NP-selle en RuDA-behandelde MDA-MB-231-selle is verder deur vloeisitometrie bepaal.Soos getoon in Aanvullende Figuur 25, is die gemiddelde fluoressensie intensiteit (MFI) gegenereer deur RuDA-NPs en RuDA onder 808 nm laser bestraling aansienlik verhoog met ongeveer 5.1 en 4.8 keer, onderskeidelik, in vergelyking met die kontrole groep, wat hul uitstekende vorming AFK bevestig.kapasiteit.Intrasellulêre ROS-vlakke in RuDA-NP- of MDA-MB-231-selle wat met RuDA behandel is, was egter net vergelykbaar met kontroles sonder laserbestraling of in die teenwoordigheid van Vc, soortgelyk aan die resultate van konfokale fluoressensie-analise.
Dit is getoon dat mitochondria die hoofteiken van Ru(II)-areen komplekse is60.Daarom is die subsellulêre lokalisering van RuDA en RuDA-NPs ondersoek.Soos getoon in Aanvullende Figuur 26, toon RuDA en RuDA-NP soortgelyke sellulêre verspreidingsprofiele met die hoogste akkumulasie in mitochondria (62.5 ± 4.3 en 60.4 ± 3.6 ng/mg proteïen, onderskeidelik).Slegs 'n klein hoeveelheid Ru is egter in die kernfraksies van Ore en NP Ore gevind (3,5 en 2,1% onderskeidelik).Die oorblywende selfraksie het residuele rutenium bevat: 31.7% (30.6 ± 3.4 ng/mg proteïen) vir RuDA en 42.9% (47.2 ± 4.5 ng/mg proteïen) vir RuDA-NPs.Oor die algemeen word erts en NP-erts hoofsaaklik in mitochondria opgehoop.Om mitochondriale disfunksie te evalueer, het ons JC-1 en MitoSOX Red-kleuring gebruik om onderskeidelik mitochondriale membraanpotensiaal en superoksiedproduksievermoë te bepaal.Soos getoon in Aanvullende Fig. 27, is intense groen (JC-1) en rooi (MitoSOX Rooi) fluoressensie waargeneem in selle wat behandel is met beide RuDA en RuDA-NPs onder 808 nm laserbestraling, wat aandui dat beide RuDA en RuDA-NPs hoogs fluoresserend Dit kan effektief mitochondriale membraandepolarisasie en superoksiedproduksie veroorsaak.Daarbenewens is die meganisme van seldood bepaal deur gebruik te maak van vloeisitometrie-gebaseerde analise van anneksien V-FITC/propidiumjodied (PI).Soos getoon in Figuur 6E, wanneer bestraal met 808 nm laser, het RuDA en RuDA-NP 'n aansienlik verhoogde vroeë apoptose tempo (onderste regter kwadrant) in MDA-MB-231 selle geïnduseer in vergelyking met PBS of PBS plus laser.verwerkte selle.Toe Vc egter bygevoeg is, het die apoptosetempo van RuDA en RuDA-NP aansienlik afgeneem vanaf 50.9% en 52.0% tot onderskeidelik 15.8% en 17.8%, wat die belangrike rol van ROS in die fotositotoksisiteit van RuDA en RuDA-NP bevestig..Daarbenewens is geringe nekrotiese selle waargeneem in alle groepe wat getoets is (boonste linkerkwadrant), wat daarop dui dat apoptose die oorheersende vorm van seldood kan wees wat deur RuDA en RuDA-NPs geïnduseer word.
Aangesien oksidatiewe stresbeskadiging 'n belangrike determinant van apoptose is, is die kernfaktor wat met eritroïed 2 geassosieer word, faktor 2 (Nrf2) 62, 'n sleutelreguleerder van die antioksidantstelsel, in RuDA-NPs-behandelde MDA-MB-231 ondersoek.Werkingsmeganisme van RuDA NP's geïnduseer deur bestraling.Terselfdertyd is uitdrukking van die stroomafwaartse proteïenheem oksigenase 1 (HO-1) ook opgespoor.Soos getoon in Figuur 6F en Aanvullende Figuur 29, het RuDA-NP-gemedieerde fototerapie Nrf2- en HO-1-uitdrukkingsvlakke verhoog in vergelyking met die PBS-groep, wat aandui dat RuDA-NP's oksidatiewe stres seinweë kan stimuleer.Daarbenewens, om die fototermiese effek van RuDA-NPs63 te bestudeer, is die uitdrukking van die hitteskokproteïen Hsp70 ook geëvalueer.Dit is duidelik dat selle wat met RuDA-NPs + 808 nm laserbestraling behandel is, verhoogde uitdrukking van Hsp70 getoon het in vergelyking met die ander twee groepe, wat 'n sellulêre reaksie op hipertermie weerspieël.
Die merkwaardige in vitro resultate het ons aangespoor om die in vivo prestasie van RuDA-NP in naakmuise met MDA-MB-231 gewasse te ondersoek.Die weefselverspreiding van RuDA NPs is bestudeer deur die inhoud van rutenium in die lewer, hart, milt, niere, longe en gewasse te bepaal.Soos in fig.7A, het die maksimum inhoud van Ore NPs in normale organe met die eerste waarnemingstyd (4 uur) verskyn, terwyl die maksimum inhoud 8 uur na inspuiting in tumorweefsels bepaal is, moontlik as gevolg van Ore NPs.EPR effek van LF.Volgens die verspreidingsresultate is die optimale duur van behandeling met NP-erts 8 uur na toediening geneem.Om die proses van akkumulasie van RuDA-NPs in tumorplekke te illustreer, is die fotoakoestiese (PA) eienskappe van RuDA-NPs gemonitor deur die PA-seine van RuDA-NPs op verskillende tye na inspuiting op te teken.Eerstens is die PA sein van RuDA-NP in vivo geassesseer deur PA beelde van 'n tumorplek op te neem na intratumorale inspuiting van RuDA-NP.Soos getoon in Aanvullende Figuur 30, het RuDA-NP's 'n sterk PA-sein getoon, en daar was 'n positiewe korrelasie tussen RuDA-NP-konsentrasie en PA-seinintensiteit (Aanvullende Figuur 30A).Dan, in vivo PA beelde van tumor plekke is aangeteken na binneaarse inspuiting van RuDA en RuDA-NP op verskillende tydpunte na inspuiting.Soos getoon in Figuur 7B, het die PA-sein van RuDA-NP's vanaf die tumorplek geleidelik toegeneem met verloop van tyd en 'n plato bereik op 8 uur na inspuiting, in ooreenstemming met weefselverspreidingsresultate bepaal deur ICP-MS-analise.Met betrekking tot RuDA (Aanvullende Fig. 30B), het die maksimum PA seinintensiteit 4 uur na inspuiting verskyn, wat 'n vinnige tempo van binnedring van RuDA in die gewas aandui.Daarbenewens is die uitskeidingsgedrag van RuDA en RuDA-NPs ondersoek deur die hoeveelheid rutenium in urine en ontlasting te bepaal deur gebruik te maak van ICP-MS.Die hoofweg van eliminasie vir RuDA (Aanvullende Fig. 31) en RuDA-NPs (Fig. 7C) is via die ontlasting, en effektiewe opruiming van RuDA en RuDA-NPs is waargeneem gedurende die 8-dae studieperiode, wat beteken dat RuDA en RuDA-NPs kan doeltreffend uit die liggaam uitgeskakel word sonder langtermyn toksisiteit.
A. Ex vivo verspreiding van RuDA-NP in muisweefsels is bepaal deur die Ru-inhoud (persentasie van toegediende dosis Ru (ID) per gram weefsel) op verskillende tye na inspuiting.Data is gemiddelde ± standaardafwyking (n = 3). Ongepaarde, tweesydige t-toetse *p < 0,05, **p < 0,01 en ***p < 0,001. Ongepaarde, tweesydige t-toetse *p < 0,05, **p < 0,01 en ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 en ***p <0,001. Ongepaarde tweestert-t-toetse *p<0.05, **p<0.01 en ***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 en ***p <0,001. Ongepaarde tweestert-t-toetse *p<0.05, **p<0.01 en ***p<0.001.B PA beelde van in vivo tumor plekke by 808 nm opwekking na binneaarse toediening van RuDA-NPs (10 µmol kg-1) op verskillende tydpunte.Na binneaarse toediening van RuDA NPs (10 µmol kg-1), is C Ru met urine en ontlasting op verskillende tydintervalle van muise uitgeskei.Data is gemiddelde ± standaardafwyking (n = 3).
Die verhittingskapasiteit van RuDA-NP in vivo is bestudeer in naakmuise met MDA-MB-231 en RuDA gewasse vir vergelyking.Soos in fig.8A en aanvullende Fig. 32, het die kontrole (sout) groep minder temperatuurverandering (ΔT ≈ 3 °C) getoon na 10 minute van aaneenlopende blootstelling.Die temperatuur van RuDA-NPs en RuDA het egter vinnig toegeneem met maksimum temperature van onderskeidelik 55.2 en 49.9 °C, wat voldoende hipertermie vir in vivo kankerterapie verskaf.Die waargenome toename in hoë temperatuur vir RuDA NPs (ΔT ≈ 24°C) in vergelyking met RuDA (ΔT ≈ 19°C) kan wees as gevolg van die beter deurlaatbaarheid en ophoping daarvan in tumorweefsels as gevolg van die EPR-effek.
Infrarooi termiese beelde van muise met MDA-MB-231 gewasse bestraal met 808 nm laser op verskillende tye 8 uur na inspuiting.Verteenwoordigende beelde van vier biologiese herhalings van elke groep word gewys.B Relatiewe tumorvolume en C Gemiddelde tumormassa van verskillende groepe muise tydens behandeling.D Krommes van liggaamsgewigte van verskillende groepe muise.Bestraal met 'n laser met 'n golflengte van 808 nm met 'n drywing van 0,5 W/cm2 vir 10 minute (300 J/cm2).Foutstawe, gemiddelde ± standaardafwyking (n = 3). Ongepaarde, tweesydige t-toetse *p < 0,05, **p < 0,01 en ***p < 0,001. Ongepaarde, tweesydige t-toetse *p < 0,05, **p < 0,01 en ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 en ***p <0,001. Ongepaarde tweestert-t-toetse *p<0.05, **p<0.01 en ***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 en ***p <0,001. Ongepaarde tweestert-t-toetse *p<0.05, **p<0.01 en ***p<0.001. E H&E-kleurbeelde van hooforgane en gewasse van verskillende behandelingsgroepe, insluitend Sout-, Sout- + Laser-, RuDA-, RuDA + Laser-, RuDA-NPs en RuDA-NPs + Lasergroepe. E H&E-kleurbeelde van hooforgane en gewasse van verskillende behandelingsgroepe, insluitend Sout-, Sout- + Laser-, RuDA-, RuDA + Laser-, RuDA-NPs en RuDA-NPs + Lasergroepe. 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-kleurbeelde van hooforgane en gewasse van verskillende behandelingsgroepe, insluitend sout-, sout- + laser-, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs en RuDA-NPs + Lasergroepe.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 、 RUDA 、 RUDA + 激光 、 RUDA-NPS 和 RUDA-NPS + 激光组。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-kleuring van hooforgane en gewasse van verskeie behandelingsgroepe insluitend sout, sout + laser, RuDA, RuDA + laser, RuDA-NPs en RuDA-NPs + laser.Skaalbalk: 60 µm.
Die effek van fototerapie in vivo met RuDA en RuDA NPs is geëvalueer waarin naakte muise met MDA-MB-231 gewasse binneaars ingespuit is met RuDA of RuDA NPs teen 'n enkele dosis van 10.0 µmol kg-1 via die stertaar, en dan 8 ure na inspuiting.laserbestraling met 'n golflengte van 808 nm.Soos getoon in Figuur 8B, was tumorvolumes aansienlik verhoog in die sout- en lasergroepe, wat aandui dat sout- of laser 808-bestraling min effek op tumorgroei gehad het.Soos in die soutgroep, is vinnige tumorgroei ook waargeneem in muise wat behandel is met RuDA-NPs of RuDA in die afwesigheid van laserbestraling, wat hul lae donker toksisiteit demonstreer.Daarenteen, na laserbestraling, het beide RuDA-NP en RuDA behandeling beduidende tumorregressie geïnduseer met tumorvolume vermindering van onderskeidelik 95.2% en 84.3%, in vergelyking met die soutbehandelde groep, wat uitstekende sinergistiese PDT aandui., bemiddel deur die RuDA/CHTV-effek.– NP of Ore In vergelyking met RuDA het RuDA NPs 'n beter fototerapeutiese effek getoon, wat hoofsaaklik te wyte was aan die EPR-effek van RuDA NPs.Tumorgroei-inhibisie resultate is verder beoordeel deur tumorgewig wat op dag 15 van behandeling uitgesny is (Fig. 8C en Aanvullende Fig. 33).Die gemiddelde tumormassa in RuDA-NP-behandelde muise en RuDA-behandelde muise was onderskeidelik 0,08 en 0,27 g, wat baie ligter was as in die kontrolegroep (1,43 g).
Daarbenewens is die liggaamsgewig van muise elke drie dae aangeteken om die donker toksisiteit van RuDA-NPs of RuDA in vivo te bestudeer.Soos in Figuur 8D getoon, is geen beduidende verskille in liggaamsgewig vir alle behandelingsgroepe waargeneem nie. Verder is die hematoksilien en eosien (H&E) kleuring van die hooforgane (hart, lewer, milt, long en nier) van verskillende behandelingsgroepe onderneem. Verder is die hematoksilien en eosien (H&E) kleuring van die hooforgane (hart, lewer, milt, long en nier) van verskillende behandelingsgroepe uitgevoer. Кроме того, было проведено окрашивание гематоксилином en эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, печени, печени, печени Daarbenewens is hematoksilien en eosien (H&E) kleuring van hooforgane (hart, lewer, milt, longe en niere) van verskillende behandelingsgroepe uitgevoer.此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）辺器官此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏, (H&E) Кроме того, проводили окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, печени, печени, селечном Daarbenewens is hematoksilien en eosien (H&E) kleuring van hooforgane (hart, lewer, milt, long en nier) in verskillende behandelingsgroepe uitgevoer.Soos getoon in Fig.8E, die H&E-kleurbeelde van vyf hooforgane van die RuDA-NP's en RuDA-groepe vertoon geen ooglopende abnormaliteite of orgaanskade nie. 8E, die H&E-kleurbeelde van vyf hooforgane van die RuDA-NP's en RuDA-groepe vertoon geen ooglopende abnormaliteite of orgaanskade nie.Soos in fig.8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs en RuDA nе демонстрируют явных аноилигов. 8E, H&E-kleurbeelde van vyf hooforgane van die RuDA-NP's en RuDA-groepe toon geen ooglopende orgaanabnormaliteite of letsels nie.如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E 染色图像没有显像没有显的夺庂如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E Hoe om op te spoor op рисунке 8E, изображения окрашивания H&E verskaf spesiale organe vir speletjies RuDA-NP's en RuDA не покановил. Soos getoon in Figuur 8E, het H&E-kleurbeelde van die vyf hooforgane van die RuDA-NP's en RuDA-groepe geen ooglopende abnormaliteite of orgaanskade getoon nie.Hierdie resultate het getoon dat nie RuDA-NP of RuDA tekens van toksisiteit in vivo getoon het nie. Verder het H&E-kleurbeelde van gewasse getoon dat beide die RuDA + Laser en RuDA-NPs + Laser groepe ernstige kankersel vernietiging kan veroorsaak, wat die uitstekende in vivo fototerapeutiese doeltreffendheid van RuDA en RuDA-NPs demonstreer. Verder het H&E-kleurbeelde van gewasse getoon dat beide die RuDA + Laser en RuDA-NPs + Laser groepe ernstige kankersel vernietiging kan veroorsaak, wat die uitstekende in vivo fototerapeutiese doeltreffendheid van RuDA en RuDA-NPs demonstreer.Daarbenewens het hematoksilien-eosien gekleurde tumorbeelde getoon dat beide RuDA+Laser en RuDA-NPs+Lasergroepe ernstige vernietiging van kankerselle kan veroorsaak, wat die voortreflike fototerapeutiese doeltreffendheid van RuDA en RuDA-NPs in vivo demonstreer.此外 ， 肿瘤 的 H & E 染色 图像 显示 ， RUDA + LASER 和 RUDA-NPS + LASER 组均 可 导致 严重 的 癌细胞 破坏 ， 证明 了 RUDA 和 RUDA-NPS 的 优异 的 体内 光疗 功效。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。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 了 ruda 和 ruda-nps 的 的 体内 光疗 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 . . . .Daarbenewens het hematoksilien- en eosien-gekleurde tumorbeelde getoon dat beide RuDA+Laser- en RuDA-NPs+Lasergroepe ernstige vernietiging van kankerselle tot gevolg gehad het, wat voortreflike fototerapeutiese doeltreffendheid van RuDA en RuDA-NPs in vivo toon.
Ten slotte, die Ru(II)-areen (RuDA) organometaalkompleks met DA-tipe ligande is ontwerp om die ISC proses te fasiliteer deur die aggregasie metode te gebruik.Gesintetiseerde RuDA kan self saamstel deur nie-kovalente interaksies om RuDA-afgeleide supramolekulêre stelsels te vorm, waardeur 1O2-vorming en doeltreffende fototermiese omskakeling vir liggeïnduseerde kankerterapie vergemaklik.Dit is opmerklik dat monomeriese RuDA nie 1O2 onder laserbestraling by 808 nm gegenereer het nie, maar 'n groot hoeveelheid 1O2 in die saamgevoegde toestand kon genereer, wat die rasionaliteit en doeltreffendheid van ons ontwerp demonstreer.Daaropvolgende studies het getoon dat die supramolekulêre samestelling RuDA toeken met verbeterde fotofisiese en fotochemiese eienskappe, soos rooiskuifabsorpsie en fotobleikweerstand, wat hoogs wenslik is vir PDT- en PTT-prosessering.Beide in vitro en in vivo eksperimente het getoon dat RuDA NPs met goeie bioversoenbaarheid en goeie akkumulasie in die gewas uitstekende lig-geïnduseerde antikanker aktiwiteit toon tydens laserbestraling by 'n golflengte van 808 nm.RuDA NP's as effektiewe bimodale supramolekulêre PDT/PTW-reagense sal dus die stel fotosensitiseerders wat by golflengtes bo 800 nm geaktiveer word, verryk.Die konseptuele ontwerp van die supramolekulêre sisteem bied 'n doeltreffende roete vir NIR-geaktiveerde fotosensibiliseerders met uitstekende fotosensibiliserende effekte.
Alle chemikalieë en oplosmiddels is van kommersiële verskaffers verkry en sonder verdere suiwering gebruik.RuCl3 is van Boren Precious Metals Co., Ltd. (Kunming, China) gekoop.[(η6-p-sim)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-fenantrolien-5,6-dion) en 4,7-bis[4-(N,N-difenylamino)feniel]-5 ,6-Diamino-2,1,3-bensotiadiasool is volgens vorige studies gesintetiseer64,65.KMR-spektra is aangeteken op 'n Bruker Avance III-HD 600 MHz spektrometer by die Suidooster Universiteit Analitiese Toetssentrum deur d6-DMSO of CDCl3 as oplosmiddel te gebruik.Chemiese verskuiwings δ word in dpm gegee.met betrekking tot tetrametielsilaan, en die interaksiekonstantes J word in absolute waardes in hertz gegee.Hoë resolusie massaspektrometrie (HRMS) is uitgevoer op 'n Agilent 6224 ESI/TOF MS instrument.Elementêre analise van C, H en N is uitgevoer op 'n Vario MICROCHNOS elementêre ontleder (Elementar).UV-sigbare spektra is op 'n Shimadzu UV3600 spektrofotometer gemeet.Fluoressensiespektra is op 'n Shimadzu RF-6000 spektrofluorimeter aangeteken.EPR-spektra is op 'n Bruker EMXmicro-6/1-instrument aangeteken.Die morfologie en struktuur van die voorbereide monsters is bestudeer op FEI Tecnai G20 (TEM) en Bruker Icon (AFM) instrumente wat teen 'n spanning van 200 kV werk.Dinamiese ligverstrooiing (DLS) is op 'n Nanobrook Omni-ontleder (Brookhaven) uitgevoer.Foto-elektrochemiese eienskappe is gemeet op 'n elektrochemiese opstelling (CHI-660, China).Fotoakoestiese beelde is verkry met behulp van die FUJIFILM VisualSonics Vevo® LAZR-stelsel.Konfokale beelde is verkry met behulp van 'n Olympus FV3000 konfokale mikroskoop.FACS-analise is op 'n BD Calibur vloeisitometer uitgevoer.Hoëprestasie vloeistofchromatografie (HPLC) eksperimente is uitgevoer op 'n Waters Alliance e2695 stelsel met behulp van 'n 2489 UV/Vis detektor.Gelpermeasiechromatografie (GPC) toetse is op 'n Thermo ULTIMATE 3000 instrument aangeteken deur gebruik te maak van 'n ERC RefratoMax520 refraktiewe indeks detektor.
[(η6-p-sim)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-fenantrolien-5,6-dion)64 (481,0 mg, 1,0 mmol), 4,7-bis[4-(N, N-difenielamino)feniel]-5,6-diamino-2,1,3-bensotiadiasool 65 (652.0 mg, 1.0 mmol) en ysasynsuur (30 ml) is vir 12 uur by reflux yskas geroer.Die oplosmiddel is dan in vakuum verwyder met 'n roterende verdamper.Die resulterende oorskot is gesuiwer deur flitskolomchromatografie (silikagel, CH2Cl2:MeOH=20:1) om RuDA as 'n groen poeier te verkry (opbrengs: 877.5 mg, 80%).anus.Bereken vir C64H48Cl2N8RuS: C 67,84, H 4,27, N 9,89.Gevind: C 67,92, H 4,26, N 9,82.1H KMR (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.
Sintese van 4,7-bis[4-(N,N-diëtielamino)feniel-5,6-diamino-2,1,3-bensotiadiasool (L2): L2 is in twee stappe gesintetiseer.Pd(PPh3)4 (46 mg, 0,040 mmol) is by N,N-diëtiel-4-(tributielstanniel)anilien (1,05 g, 2,4 mmol) en 4,7-dibroom-5,6-dinitro-oplossing gevoeg - 2, 1,3-bensotiadiasool (0,38 g, 1,0 mmol) in droë tolueen (100 ml).Die mengsel is vir 24 uur by 100°C geroer.Nadat die tolueen in vakuum verwyder is, is die resulterende vaste stof met petroleumeter gewas.Daarna is 'n mengsel van hierdie verbinding (234.0 mg, 0.45 mmol) en ysterpoeier (0.30 g, 5.4 mmol) in asynsuur (20 ml) vir 4 uur by 80°C geroer.Die reaksiemengsel is in water gegooi en die resulterende bruin vaste stof is deur filtrasie opgevang.Die produk is twee keer gesuiwer deur vakuumsublimasie om 'n groen vaste stof (126.2 mg, 57% opbrengs) te gee.anus.Bereken vir C26H32N6S: C 67,79, H 7,00, N 18,24.Gevind: C 67,84, H 6,95, H 18,16.1H KMR (600 MHz, CDCl3), δ (dpm) 7.42 (d, 4H), 6.84 (d, 4H), 4.09 (s, 4H), 3.42 (d, 8H), 1.22 (s, 12H).13C KMR (150 MHz, CDCl3), δ (dpm) 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.
Verbindings is voorberei en gesuiwer volgens prosedures soortgelyk aan RuDA.anus.Bereken vir C48H48Cl2N8RuS: C 61,27, H 5,14, N 11,91.Gevind: C, 61,32, H, 5,12, N, 11,81, 1H KMR (600 MHz, d6-DMSO), δ (dpm) 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).13c nmr (151 mhz, CDCL3), δ (PPM) 158.20, 153.36, 148.82, 148.14, 138.59, 136.79, 135.75, 134.71, 130.44, 128.87, 128.35, 121.70, 111.84, 110.76, 105.07, 104.23, 87.0, 84.4., 38.06, 31.22, 29.69, 22.29, 19.19, 14.98, 12.93.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 905.24.
RuDA is opgelos in MeOH/H2O (5/95, v/v) teen 'n konsentrasie van 10 μM.Die absorpsiespektrum van RuDA is elke 5 minute op 'n Shimadzu UV-3600 spektrofotometer gemeet onder bestraling met laserlig met 'n golflengte van 808 nm (0.5 W/cm2).Die ICG-spektra is onder dieselfde toestande as die standaard aangeteken.
Die EPR-spektra is op 'n Bruker EMXmicro-6/1-spektrometer met 'n mikrogolfkrag van 20 mW, 'n skanderingreeks van 100 G en 'n veldmodulasie van 1 G aangeteken. 2,2,6,6-tetrametiel-4-piperidoon (TEMP) en 5,5-dimetiel-1-pirrolien-N-oksied (DMPO) is as spinlokvalle gebruik.Elektron-spin-resonansiespektra is aangeteken vir gemengde oplossings van RuDA (50 µM) en TEMF (20 mM) of DMPO (20 mM) onder die werking van laserstraling met 'n golflengte van 808 nm (0.5 W/cm2).
DFT en TD-DFT berekeninge vir RuDA is uitgevoer teen PBE1PBE/6–31 G*//LanL2DZ vlakke in waterige oplossing deur gebruik te maak van die Gaussiese program 1666,67,68.Die HOMO-LUMO, gat en elektron verspreidings van die lae-energie singlet opgewekte toestand RuDA is geplot met behulp van die GaussView program (weergawe 5.0).
Ons het eers probeer om die genereringsdoeltreffendheid van 1O2 RuDA te meet deur gebruik te maak van konvensionele UV-sigbare spektroskopie met ICG (ΦΔ = 0.002) as 'n standaard, maar die fotodegradasie van ICG het die resultate sterk beïnvloed.Dus is die kwantumopbrengs van 1O2 RuDA gemeet deur 'n verandering in die intensiteit van ABDA-fluoressensie by ongeveer 428 nm op te spoor wanneer dit met 'n laser met 'n golflengte van 808 nm (0.5 W/cm2) bestraal word.Eksperimente is uitgevoer op RuDA en RuDA NPs (20 μM) in water/DMF (98/2, v/v) wat ABDA (50 μM) bevat.Die kwantumopbrengs van 1O2 is bereken deur die volgende formule te gebruik: ΦΔ (PS) = ΦΔ (ICG) × (rFS/APS)/(rICG/AICG).rPS en rICG is die reaksietempo's van ABDA met 1O2 verkry vanaf onderskeidelik die fotosensitiseerder en ICG.APS en AICG is die absorpsie van die fotosensitiseerder en ICG by 808 nm, onderskeidelik.
AFM-metings is uitgevoer in vloeibare toestande deur die skanderingsmodus op 'n Bruker Dimension Icon AFM-stelsel te gebruik.Deur 'n oop struktuur met vloeibare selle te gebruik, is die selle twee keer met etanol gewas en met 'n stroom stikstof gedroog.Plaas die gedroogde selle in die optiese kop van die mikroskoop.Plaas dadelik 'n druppel van die monster in die poel vloeistof en plaas dit op die cantilever met 'n steriele weggooibare plastiekspuit en 'n steriele naald.Nog 'n druppel word direk op die monster geplaas, en wanneer die optiese kop verlaag word, smelt die twee druppels saam en vorm 'n meniskus tussen die monster en die vloeistofreservoir.AFM metings is uitgevoer met behulp van 'n SCANASYST-FLUID V-vormige nitried cantilever (Bruker, hardheid k = 0.7 N m-1, f0 = 120–180 kHz).
HPLC chromatogramme is verkry op 'n Waters e2695 stelsel toegerus met 'n feniks C18 kolom (250×4.6 mm, 5 µm) met behulp van 'n 2489 UV/Vis detektor.Die golflengte van die detektor is 650 nm.Mobiele fases A en B was onderskeidelik water en metanol, en die mobiele fase-vloeitempo was 1.0 ml·min-1.Die gradiënt (oplosmiddel B) was soos volg: 100% van 0 tot 4 minute, 100% tot 50% van 5 tot 30 minute, en teruggestel na 100% van 31 tot 40 minute.Erts is opgelos in 'n gemengde oplossing van metanol en water (50/50, per volume) teen 'n konsentrasie van 50 μM.Die inspuitvolume was 20 μl.
GPC toetse is aangeteken op 'n Thermo ULTIMATE 3000 instrument toegerus met twee PL aquagel-OH MIXED-H kolomme (2×300×7.5 mm, 8 µm) en 'n ERC RefratoMax520 refraktiewe indeks detektor.Die GPC-kolom is met water teen 'n vloeitempo van 1 ml/min by 30°C geëlueer.Erts NPs is opgelos in PBS oplossing (pH = 7.4, 50 μM), inspuitvolume was 20 μL.
Fotostrome is gemeet op 'n elektrochemiese opstelling (CHI-660B, China).Die opto-elektroniese response wanneer die laser aan- en afgeskakel is (808 nm, 0.5 W/cm2) is onderskeidelik by 'n spanning van 0.5 V in 'n swart boks gemeet.'n Standaard drie-elektrode sel is gebruik met 'n L-vormige glasagtige koolstof elektrode (GCE) as 'n werkende elektrode, 'n standaard calomel elektrode (SCE) as 'n verwysings elektrode, en 'n platinum skyf as 'n teen elektrode.'n 0.1 M Na2SO4-oplossing is as 'n elektroliet gebruik.
Die menslike borskankersellyn MDA-MB-231 is by KeyGEN Biotec Co., LTD (Nanjing, China, katalogusnommer: KG033) gekoop.Selle is gegroei in monolae in Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM, hoë glukose) aangevul met 'n oplossing van 10% fetale bees serum (FBS), penisillien (100 μg/ml) en streptomisien (100 μg/ml).Alle selle is gekweek by 37°C in 'n vogtige atmosfeer wat 5% CO2 bevat.
Die MTT-toets is gebruik om die sitotoksisiteit van RuDA en RuDA-NPs te bepaal in die teenwoordigheid en afwesigheid van ligbestraling, met of sonder Vc (0.5 mM).MDA-MB-231 kankerselle is in 96-put plate gekweek teen 'n seldigtheid van ongeveer 1 x 105 selle/ml/put en geïnkubeer vir 12 uur by 37.0°C in 'n atmosfeer van 5% CO2 en 95% lug.RuDA en RuDA NPs opgelos in water is by die selle gevoeg.Na 12 uur se inkubasie is die selle vir 10 minute (300 J cm -2) aan 0.5 W cm -2 laserstraling by 'n golflengte van 808 nm (300 J cm -2) blootgestel en dan vir 24 uur in die donker geïnkubeer.Die selle is dan vir nog 5 uur met MTT (5 mg/ml) geïnkubeer.Laastens, verander die medium na DMSO (200 µl) om die resulterende pers formazan-kristalle op te los.OD-waardes is gemeet met 'n mikroplaatleser met 'n golflengte van 570/630 nm.Die IC50-waarde vir elke monster is bereken deur gebruik te maak van die SPSS-sagteware uit dosis-respons-kurwes verkry uit ten minste drie onafhanklike eksperimente.
MDA-MB-231 selle is behandel met RuDA en RuDA-NP teen 'n konsentrasie van 50 μM.Na 12 uur se inkubasie is die selle vir 10 min (300 J/cm2) met 'n laser met 'n golflengte van 808 nm en 'n krag van 0,5 W/cm2 bestraal.In die vitamien C (Vc) groep is selle behandel met 0,5 mM Vc voor laserbestraling.Selle is dan vir 'n addisionele 24 uur in die donker geïnkubeer, dan gekleur met kalseïen AM en propidiumjodied (20 μg/ml, 5 μl) vir 30 minute, dan gewas met PBS (10 μl, pH 7.4).beelde van gekleurde selle.
Postyd: 23-Sep-2022
