Nijs

Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy de side werjaan sûnder stilen en JavaScript.
Effektive fotosensibilisatoren binne benammen wichtich foar it wiidferspraat klinyske gebrûk fan fototerapy.Konvinsjonele fotosensibilisatoren hawwe lykwols oer it generaal lêst fan absorption fan koarte golflingte, ûnfoldwaande fotostabiliteit, lege kwantumopbringst fan reaktive soerstofsoarten (ROS), en aggregaasje-induzearre quenching fan ROS.Hjir melde wy in near-infrared (NIR) supramolekulêre fotosensibilisator (RuDA) bemiddele troch sels-assemblage fan Ru(II)-arene organometallyske kompleksen yn wetterige oplossing.RuDA kin allinich singlet soerstof (1O2) generearje yn 'e aggregearre steat, en it toant dúdlik aggregaasje-induzearre 1O2-generaasjegedrach troch in signifikante ferheging fan it crossoverproses tusken it singlet-triplet-systeem.Under de aksje fan 808 nm laser ljocht, RuDA toant in 1O2 kwantum opbringst fan 16.4% (FDA-goedkard indocyanine grien: ΦΔ = 0.2%) en in hege photothermal konverzje effisjinsje fan 24.2% (kommersjele gouden nanorods) mei poerbêste fotostabiliteit.: 21,0%, gouden nanoshells: 13,0%).Derneist kinne RuDA-NP's mei goede biokompatibiliteit by foarkar accumulearje op tumorsites, wêrtroch signifikante tumorregression feroarsaakje tidens fotodynamyske terapy mei in 95.2% reduksje yn tumorvolumint in vivo.Dizze aggregaasje-ferbetterjende fotodynamyske terapy leveret in strategy foar it ûntwikkeljen fan fotosensibilisatoren mei geunstige fotofysyske en fotogemyske eigenskippen.
Yn ferliking mei konvinsjonele terapy, fotodynamyske terapy (PDT) is in oantreklike behanneling foar kanker fanwege syn wichtige foardielen lykas krekte spatiotemporal kontrôle, net-invasiveness, negligible drug ferset, en minimalisearjen fan kant effekten 1,2,3.Under ljochtbestraling kinne de brûkte fotosensibilisatoren aktivearre wurde om tige reaktive soerstofsoarten (ROS) te foarmjen, wat liedt ta apoptose / nekrose of ymmúnreaksjes4,5. De measte konvinsjonele fotosensibilisatoren, lykas chlorinen, porfyrinen en anthraquinonen, hawwe lykwols relatyf koarte golflingte absorption (frekwinsje <680 nm), wat resulteart yn minne ljochtpenetraasje fanwegen de yntinse absorption fan biologyske molekulen (bgl. hemoglobine en melanine) yn de sichtbere regio6,7. De measte konvinsjonele fotosensibilisatoren, lykas chlorinen, porfyrinen en anthraquinonen, hawwe lykwols relatyf koarte golflingte absorption (frekwinsje <680 nm), wat resulteart yn minne ljochtpenetraasje fanwegen de yntinse absorption fan biologyske molekulen (bgl. hemoglobine en melanine) yn de sichtbere regio6,7. 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. De meast foarkommende fotosensibilisatoren lykas chlorinen, porfyrinen en anthraquinonen hawwe lykwols relatyf koarte golflingte-absorption (< 680 nm), wat resulteart yn minne ljochtpenetraasje troch intense opname fan biologyske molekulen (bgl. hemoglobine en melanine) yn 'e sichtbere regio6,7.然而, 大多数 传统 的 光敏剂, 如 二 氢 卟酚, 卟啉 和 蒽醌 短 的 具有 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 具有 相对 短 短 的 较 短 短 的 波长 <680 NM) 因此 由于 对 分子 (血红 蛋白 和 黑色素) 的 血红 蛋白 和 黑色素) 的 ,,,,,,, 吸收吸收 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. De measte tradisjonele fotosensibilisatoren lykas chlorinen, porfyrinen en anthraquinonen hawwe lykwols relatyf koarte golflingte-absorption (frekwinsje <680 nm) troch sterke opname fan biomolekulen lykas hemoglobine en melanine, wat resulteart yn minne ljochtpenetraasje.Sichtber gebiet 6.7.Dêrom binne near-infrared (NIR) absorbearjende fotosensibilisatoren dy't binne aktivearre yn it 700-900 nm "terapeutysk finster" goed geskikt foar fototerapy.Sûnt tichtby ynfraread ljocht is it minste opnomd troch biologyske weefsels, kin it liede ta djippere penetraasje en minder fotoskea8,9.
Spitigernôch hawwe besteande NIR-absorbearjende fotosensibilisatoren oer it generaal minne fotostabiliteit, lege singlet soerstof (1O2) generearjende kapasiteit, en aggregaasje-induzearre 1O2 quenching, wat har klinyske tapassing beheint10,11.Hoewol grutte ynspanningen binne makke om de fotofysyske en fotogemyske eigenskippen fan konvinsjonele fotosensibilisatoren te ferbetterjen, hawwe oant no ta ferskate rapporten rapporteare dat NIR-absorbearjende fotosensibilisatoren al dizze problemen kinne oplosse.Dêrnjonken hawwe ferskate fotosensibilisatoren belofte toand foar effisjinte generaasje fan 1O212,13,14 by bestraling mei ljocht boppe 800 nm, om't de fotonenerzjy rap ôfnimt yn 'e near-IR-regio.Trifenylamine (TFA) as elektrondonor en [1,2,5]thiadiazol-[3,4-i]dipyrido[a,c]phenazine (TDP) as elektronakseptorgroep Donor-akseptor (DA) type kleurstoffen in klasse fan kleurstoffen, absorbearjende near-infrared, dy't wiidweidich ûndersocht binne foar near-infrared bioimaging II en photothermal therapy (PTT) fanwegen har smelle bandgap.Sa kinne DA-type kleurstoffen brûkt wurde foar PDT mei near-IR-eksitaasje, hoewol se selden studearre binne as fotosensibilisatoren foar PDT.
It is bekend dat de hege effisjinsje fan intersystem crossing (ISC) fan fotosensibilisatoren de formaasje fan 1O2 befoarderet.In mienskiplike strategy foar it fuortsterkjen fan it ISC-proses is om de spin-orbit-keppeling (SOC) fan fotosensibilisatoren te ferbetterjen troch swiere atomen of spesjale organyske groepen yn te fieren.Dizze oanpak hat lykwols noch wat neidielen en beheiningen19,20.Koartlyn hat supramolekulêre selsassemblage in yntelliginte oanpak fan ûnderen nei boppen levere foar de fabrikaazje fan funksjonele materialen op molekulêr nivo,21,22 mei in protte foardielen yn fototerapy: (1) sels gearstalde fotosensibilisatoren kinne it potinsjeel hawwe om lintstruktueren te foarmjen.Fergelykber mei elektroanyske struktueren mei in tichtere ferdieling fan enerzjynivo's troch oerlappende banen tusken boustiennen.Dêrom sil de enerzjy oerienkomst tusken de legere singlet-eksitearre steat (S1) en de oanbuorjende triplet-eksitearre steat (Tn) wurde ferbettere, wat foardielich is foar it ISC-proses 23, 24 .(2) Supramolekulêre gearkomste sil net-radiative relaasearring ferminderje op basis fan it yntramolekulêre bewegingsbeheiningsmeganisme (RIM), dy't ek it ISC-proses 25, 26 befoarderet.(3) De supramolekulêre gearstalling kin de ynderlike molekulen fan 'e monomer beskermje fan oksidaasje en degradaasje, en dêrmei de fotostabiliteit fan' e fotosensibilisator sterk ferbetterje.Sjoen de boppesteande foardielen leauwe wy dat supramolekulêre fotosensibilisatorsystemen in kânsryk alternatyf kinne wêze om de tekoarten fan PDT te oerwinnen.
Ru(II)-basearre kompleksen binne in kânsryk medysk platfoarm foar potinsjele tapassingen yn 'e diagnoaze en terapy fan sykten fanwege har unike en oantreklike biologyske eigenskippen28,29,30,31,32,33,34.Dêrnjonken jouwe de oerfloed fan opteinste steaten en de ynstelbere fotofysyskchemyske eigenskippen fan Ru(II)-basearre kompleksen grutte foardielen foar de ûntwikkeling fan Ru(II)-basearre fotosensibilisatoren35,36,37,38,39,40.In opmerklik foarbyld is it ruthenium(II) polypyridylkompleks TLD-1433, dat op it stuit yn faze II klinyske proeven is as in fotosensibilisator foar de behanneling fan net-spierinvasive blaaskanker (NMIBC)41.Dêrnjonken wurde ruthenium(II)arene organometallyske kompleksen in protte brûkt as gemoterapyatyske aginten foar kankerbehanneling fanwegen har lege toxiciteit en maklike modifikaasje42,43,44,45.De ionyske eigenskippen fan Ru(II)-arene organometallyske kompleksen kinne net allinich de minne oplosberens fan DA-chromofoaren yn mienskiplike solvents ferbetterje, mar ek de gearstalling fan DA-chromofoaren ferbetterje.Dêrnjonken kin de pseudoctahedrale heal-sandwichstruktuer fan 'e organometallyske kompleksen fan Ru (II) -arenes sterysk foarkomme H-aggregaasje fan DA-type chromophores, wêrtroch't de formaasje fan J-aggregaasje mei redshifted absorption bands fasilitearret.Lykwols, ynherinte neidielen fan Ru (II) -arene kompleksen, lykas lege stabiliteit en / of earme bioavailability, kin beynfloedzje de terapeutyske effektiviteit en in vivo aktiviteit fan arene-Ru (II) kompleksen.Stúdzjes hawwe lykwols oantoand dat dizze neidielen kinne wurde oerwûn troch it ynkapseljen fan rutheniumkompleksen mei biokompatibele polymeren troch fysike ynkapseling of kovalente konjugaasje.
Yn dit wurk rapportearje wy DA-konjugearre kompleksen fan Ru(II)-arene (RuDA) mei in NIR-trigger fia in koördinaasjebân tusken de DAD-chromofoor en de Ru(II)-arene-groep.De resultearjende kompleksen kinne sels gearstalle yn metalosupramolekulêre vesicles yn wetter troch net-kovalente ynteraksjes.Benammen de supramolekulêre gearstalling joech RuDA mei polymerisaasje-induzearre yntersysteem-oergongseigenskippen, dy't signifikant ferhege ISC-effisjinsje, wat tige geunstich wie foar PDT (Fig. 1A).Om tumorakkumulaasje en in vivo biokompatibiliteit te fergrutsjen, waard FDA-goedkard Pluronic F127 (PEO-PPO-PEO) brûkt om RuDA47,48,49 yn te kapsulearjen om RuDA-NP nanopartikels te meitsjen (figuer 1B) dy't fungearren as in heul effisjinte PDT / Dual- modus PTT proxy.Yn kankerfototerapy (figuer 1C) waard RuDA-NP brûkt om bleatmûzen te behanneljen mei MDA-MB-231-tumors om de effektiviteit fan PDT en PTT in vivo te studearjen.
Skematyske yllustraasje fan it fotofysyske meganisme fan RuDA yn monomere en aggregearre foarmen foar kankerfototherapy, synteze fan B RuDA-NPs en C RuDA-NPs foar NIR-aktivearre PDT en PTT.
RuDA, besteande út TPA- en TDP-funksjonaliteit, waard taret neffens de proseduere werjûn yn Supplementary Figure 1 (Figure 2A), en RuDA waard karakterisearre troch 1H en 13C NMR-spektra, elektrospray-ionisaasje-massaspektrometry, en elemintêre analyze (oanfoljende figueren 2-4) ).De RuDA-elektronentichtensferskilkaart fan 'e leechste singlet-oergong waard berekkene troch tiid-ôfhinklike tichtensfunksjonele teory (TD-DFT) om it proses fan ladingferfier te studearjen.Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 5, driuwt de elektroanentichtens benammen fan triphenylamine nei de TDP-akseptor-ienheid nei photoexcitation, wat kin wurde taskreaun oan in typyske intramolekulêre ladingsferfier (CT) oergong.
Gemyske struktuer fan Ore B Absorpsjonsspektra fan Ore yn mingden fan ferskate ferhâldingen fan DMF en wetter.C Normalisearre absorpsjonswearden fan RuDA (800 nm) en ICG (779 nm) tsjin tiid by 0.5 W cm-2 fan 808 nm laserljocht.D De fotodegradaasje fan ABDA wurdt oanjûn troch RuDA-induzearre formaasje fan 1O2 yn DMF/H2O-mingen mei ferskate wetterynhâlden ûnder de aksje fan laserstrieling mei in golflingte fan 808 nm en in krêft fan 0,5 W/cm2.
Abstrakt-UV-sichtbere absorption spektroskopy waard brûkt om te bestudearjen de sels-assemblage eigenskippen fan Ore yn mingden fan DMF en wetter yn ferskate ferhâldingen.As werjûn yn fig.2B, RuDA toant absorpsjonsbands fan 600 oant 900 nm yn DMF mei in maksimale absorptionband by 729 nm.It fergrutsjen fan de hoemannichte wetter late ta in stadichoan reade ferskowing fan de Ore absorption maksimum nei 800 nm, wat oanjout J-aggregation fan Ore yn it gearstalde systeem.De photoluminescence spektra fan RuDA yn ferskillende solvents wurde werjûn yn oanfoljende figuer 6. RuDA liket te eksposearje typyske NIR-II luminescence mei in maksimale emisje golflingte fan ca.1050 nm yn respektivelik CH2Cl2 en CH3OH.De grutte Stokes-ferskowing (sawat 300 nm) fan RuDA jout in signifikante feroaring oan yn 'e mjitkunde fan' e opwûne steat en de formaasje fan leech-enerzjy-opteinste steaten.De luminescence kwantum-opbringsten fan Ore yn CH2Cl2 en CH3OH waarden bepaald op respektivelik 3,3 en 0,6%.Yn in mingsel fan methanol en wetter (5/95, v/v) waard lykwols in lichte readferskowing fan 'e útstjit en in ôfnimming fan' e kwantumopbringst (0,22%) waarnommen, wat mooglik te krijen hat mei de selsmontage fan Ore .
Om de sels-assemblage fan ORE te visualisearjen, brûkten wy floeibere atomêre krêftmikroskopie (AFM) om de morfologyske feroaringen yn ORE yn methanol-oplossing te visualisearjen nei it tafoegjen fan wetter.Doe't de wetterynhâld ûnder 80% wie, waard gjin dúdlike aggregaasje waarnommen (oanfoljende figuer 7).Mei in fierdere ferheging fan de wetterynhâld nei 90-95% ferskynden lykwols lytse nanopartikels, dy't de sels-assemblage fan Ore oanjoegen.Dernjonken hie laserbestraling mei in golflingte fan 808 nm gjin ynfloed op de absorptionintensiteit fan RuDA yn aqueous oplossing (figuer 2C en oanfoljende figuer 8).Yn tsjinstelling, de absorption fan indocyanine grien (ICG as kontrôle) sakke fluch by 779 nm, wat oanjout poerbêst fotostabiliteit fan RuDA.Dêrnjonken waard de stabiliteit fan RuDA-NP's yn PBS (pH = 5.4, 7.4 en 9.0), 10% FBS en DMEM (hege glukose) ûndersocht troch UV-sichtbere absorptionsspektroskopy op ferskate punten tiid.Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 9, waarden lichte feroaringen yn RuDA-NP-absorptionsbanden waarnommen yn PBS by pH 7.4 / 9.0, FBS en DMEM, wat oanjout op poerbêste stabiliteit fan RuDA-NP.Yn in soer medium (рН = 5,4) waard lykwols hydrolyse fan Ore fûn.Wy ek fierder evaluearre de stabiliteit fan RuDA en RuDA-NP mei help fan hege prestaasjes floeistof chromatography (HPLC) metoaden.Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 10, RuDA wie stabyl yn in mingsel fan methanol en wetter (50/50, v / v) foar de earste oere, en hydrolyse waard waarnommen nei 4 oeren.Mar allinich in brede konkave-konvex peak waard waarnommen foar RuDA NP's.Dêrom waard gelpermeaasjechromatografy (GPC) brûkt om de stabiliteit fan RuDA NP's yn PBS te beoardieljen (pH = 7.4).Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 11, nei 8 oeren fan ynkubaasje ûnder de teste omstannichheden, feroare de pykhichte, pykbreedte en pykgebiet fan NP RuDA net signifikant, wat oanjout op treflike stabiliteit fan NP RuDA.Dêrnjonken lieten TEM-ôfbyldings sjen dat de morfology fan 'e RuDA-NP nanopartikels praktysk net feroare bleau nei 24 oeren yn verdunde PBS-buffer (pH = 7.4, Oanfoljende Fig. 12).
Om't sels-assemblage ferskate funksjonele en gemyske skaaimerken oan Ore kin jaan, hawwe wy de frijlitting fan 9,10-anthracenediylbis(methylene)dimalonsäure (ABDA, indicator 1O2) yn methanol-wettergemiks waarnommen.Erts mei ferskillende wetter ynhâld50.Lykas werjûn yn figuer 2D en oanfoljende figuer 13, waard gjin degradaasje fan ABDA waarnommen doe't de wetter ynhâld wie ûnder 20%.Mei in ferheging fan fochtigens nei 40% barde ABDA-degradaasje, lykas bliken docht út in fermindering fan 'e yntinsiteit fan ABDA-fluoreszinsje.It is ek waarnommen dat hegere wetterynhâld resulteart yn flugger degradaasje, wat suggerearret dat RuDA sels-assemblage needsaaklik en foardielich is foar ABDA-degradaasje.Dit ferskynsel is hiel oars as moderne ACQ (aggregation-induced quenching) chromophores.By bestraling mei in laser mei in golflingte fan 808 nm is de kwantumopbringst fan 1O2 RuDA yn in mingsel fan 98% H2O / 2% DMF 16,4%, wat 82 kear heger is as dy fan ICG (ΦΔ = 0,2%)51, demonstrearjen fan in opmerklike generaasje effisjinsje 1O2 RuDA yn 'e steat fan aggregaasje.
Elektronenspins mei 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinone (TEMP) en 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide (DMPO) as spinfallen Resonânsjespektroskopy (ESR) waard brûkt om de resultearjende soarten te identifisearjen AFK.troch RuDA.Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 14, is it befêstige dat 1O2 wurdt oanmakke op bestralingstiden tusken 0 en 4 minuten.Dêrneist, doe't RuDA waard ynkubearre mei DMPO ûnder bestraling, in typysk fjouwer-line EPR sinjaal fan 1: 2: 2: 1 DMPO-OH · adduct waard ûntdutsen, wat oanjout de formaasje fan hydroxyl radikalen (OH ·).Oer it algemien bewize de boppesteande resultaten it fermogen fan RuDA om ROS-produksje te stimulearjen troch in dual type I / II fotosensibilisaasjeproses.
Om de elektroanyske eigenskippen fan RuDA yn monomere en aggregearre foarmen better te begripen, waarden de grinsmolekulêre orbitalen fan RuDA yn monomere en dimeryske foarmen berekkene mei de DFT-metoade.As werjûn yn fig.3A, de heechste besette molekulêre orbital (HOMO) fan monomere RuDA wurdt delokalisearre lâns de ligand rêchbonke en de leechste net-besette molekulêre orbital (LUMO) is sintraal op 'e TDP akseptor-ienheid.Krektoarsom, de elektroanentichtens yn 'e dimearyske HOMO is konsintrearre op' e ligand fan ien RuDA-molekule, wylst de elektronentichtens yn 'e LUMO benammen konsintrearre is op 'e akseptor-ienheid fan in oare RuDA-molekule, wat oanjout dat RuDA yn 'e dimer is.Eigenskippen fan CT.
A De HOMO en LUMO fan Ore wurde berekkene yn monomere en dimearyske foarmen.B Singlet en triplet enerzjynivo's fan Ore yn monomeren en dimers.C Skatte nivo's fan RuDA en mooglike ISC-kanalen as monomere C en dimeryske D. Pylken jouwe mooglike ISC-kanalen oan.
De ferdieling fan elektroanen en gatten yn 'e lege-enerzjy-singlet-eksitearre steaten fan RuDA yn' e monomere en dimearyske foarmen waard analysearre mei de Multiwfn 3.852.53-software, dy't waarden berekkene mei de TD-DFT-metoade.Lykas oanjûn op it ekstra label.Lykas werjûn yn figueren 1-2, binne monomere RDA gatten meast delokalisearre lâns de ligand rêchbonke yn dizze singlet excited steaten, wylst elektroanen binne meastentiids yn de TDP groep, demonstrearje de intramolecular skaaimerken fan CT.Dêrnjonken is d'r foar dizze singlet-eksitearre steaten mear of minder oerlaap tusken gatten en elektroanen, wat suggerearret dat dizze singlet-eksitearre steaten wat bydrage leverje fan lokale excitation (LE).Foar dimers, neist intramolekulêre CT- en LE-funksjes, waard in bepaald oanpart fan yntermolekulêre CT-funksjes waarnommen yn 'e respektivelike steaten, benammen S3, S4, S7 en S8, basearre op intermolekulêre CT-analyse, mei CT-intermolekulêre transysjes as de wichtichste (Oanfoljende tabel).3).
Om de eksperimintele resultaten better te begripen, ûndersochten wy de eigenskippen fan RuDA-opteinste steaten fierder om de ferskillen tusken monomeren en dimeren te ferkennen (oanfoljende tabellen 4-5).Lykas werjûn yn figuer 3B, binne de enerzjynivo's fan 'e singlet- en triplet-eksitearre steaten fan' e dimer folle tichter as dy fan 'e monomer, wat helpt om de enerzjykloof tusken S1 en Tn te ferminderjen. It is rapportearre dat de ISC-transysjes kinne wurde realisearre binnen lytse enerzjygap (ΔES1-Tn <0.3 eV) tusken S1 en Tn54. It is rapportearre dat de ISC-transysjes kinne wurde realisearre binnen in lyts enerzjygap (ΔES1-Tn <0.3 eV) tusken S1 en Tn54. Сообщалось, что переходы ISC могут быть реализованы в пределах небольшой энергетической щели (ΔES1-дели (ΔES1-диэn) 5n. It is rapportearre dat ISC-transysjes kinne wurde realisearre binnen in lyts enerzjygap (ΔES1-Tn <0,3 eV) tusken 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 (ΔES1,-3n.5n.Sn1,3n. It is rapportearre dat de ISC-oergong kin wurde realisearre binnen in lyts enerzjygap (ΔES1-Tn <0.3 eV) tusken S1 en Tn54.Dêrnjonken moat mar ien orbital, beset of net beset, ferskille yn ferbûne singlet- en triplet-staten om in SOC-yntegraal net-nul te leverjen.Sa, basearre op de analyze fan de excitation enerzjy en de orbital oergong, alle mooglike kanalen fan de ISC oergong wurde werjûn yn Fig.3c,d.Opmerklik is mar ien ISC-kanaal beskikber yn it monomeer, wylst de dimearyske foarm fjouwer ISC-kanalen hat dy't de ISC-oergong kinne ferbetterje.Dêrom is it ridlik om oan te nimmen dat hoe mear RuDA-molekulen wurde aggregearre, hoe tagonkliker de ISC-kanalen sille wêze.Dêrom kinne RuDA-aggregaten twa-band elektroanyske struktueren foarmje yn 'e singlet- en triplet-steaten, wêrtroch't de enerzjykloof tusken S1 en beskikbere Tn ferminderje, en dêrmei de effisjinsje fan ISC ferheegje om 1O2-generaasje te fasilitearjen.
Om it ûnderlizzende meganisme fierder te ferklearjen, hawwe wy in referinsjeferbining fan it arene-Ru (II) kompleks (RuET) synthesisearre troch twa etylgroepen te ferfangen mei twa triphenylamine fenylgroepen yn RuDA (Fig. 4A, foar folsleine karakterisaasje, sjoch ESI, Oanfoljende 15 -21) Fan donor (diethylamine) oant akseptor (TDF), RuET hat deselde intramolekulêre CT-kenmerken as RuDA.As ferwachte, toande it absorptionspektrum fan RuET yn DMF in lege enerzjyladingsferfierband mei sterke absorption yn 'e tichtby ynfrareadregio yn' e regio fan 600-1100 nm (Fig. 4B).Dêrnjonken waard RuET-aggregaasje ek beoardiele mei tanimmende wetterynhâld, dy't wjerspegele waard yn 'e redshift fan' e absorption maksimum, dy't fierder befêstige waard troch floeibere AFM-ôfbylding (Supplementary Fig. 22).De resultaten litte sjen dat RuET, lykas RuDA, intramolekulêre steaten foarmje kin en sels gearstalle yn aggregearre struktueren.
Gemyske struktuer fan RuET.B Absorpsjonsspektra fan RuET yn mingden fan ferskate ferhâldingen fan DMF en wetter.Plots C EIS Nyquist foar RuDA en RuET.Photocurrent antwurden D fan RuDA en RuET ûnder de aksje fan laser strieling mei in golflingte fan 808 nm.
De fotodegradaasje fan ABDA yn 'e oanwêzigens fan RuET waard evaluearre troch bestraling mei in laser mei in golflingte fan 808 nm.Ferrassend, gjin degradaasje fan ABDA waard beoardiele yn ferskate wetterfraksjes (Supplementary Fig. 23).In mooglike reden is dat RuET kin net effisjint foarmje in banded elektroanyske struktuer omdat de ethyl keten net befoarderje effisjinte intermolecular lading oerdracht.Dêrom waarden elektrochemyske impedânsjespektroskopy (EIS) en transiente fotostreammjittingen útfierd om de fotoelektrochemyske eigenskippen fan RuDA en RuET te fergelykjen.Neffens it Nyquist-plot (figuer 4C) lit RuDA in folle lytsere straal sjen as RuET, wat betsjut dat RuDA56 flugger intermolekulêre elektroanentransport en bettere konduktiviteit hat.Dêrneist is de photocurrent tichtens fan RuDA folle heger as dy fan RuET (Fig. 4D), befêstiget de bettere lading oerdracht effisjinsje fan RuDA57.Sa spilet de phenylgroep fan triphenylamine yn Ore in wichtige rol by it leverjen fan intermolekulêre ladingsferfier en de formaasje fan in banded elektroanyske struktuer.
Om tumorakkumulaasje en in vivo biokompatibiliteit te ferheegjen, ynkapsulearren wy RuDA fierder mei F127.De gemiddelde hydrodynamyske diameter fan RuDA-NP's waard bepaald om 123.1 nm te wêzen mei in smelle ferdieling (PDI = 0.089) mei de dynamyske ljochtferstrooiing (DLS) metoade (figuer 5A), dy't tumorakkumulaasje befoardere troch tanimmende permeabiliteit en retinsje.EPR) effekt.De TEM-ôfbyldings lieten sjen dat Ore NP's in unifoarme bolfoarm hawwe mei in gemiddelde diameter fan 86 nm.Opmerklik ferskynde it absorpsjonsmaksimum fan RuDA-NP's op 800 nm (Supplementary Fig. 24), wat oanjout dat RuDA-NP's de funksjes en eigenskippen fan sels-assemblage RuDA's behâlde kinne.De berekkene ROS kwantumopbringst foar NP Ore is 15,9%, wat te fergelykjen is mei Ore.De fototermyske eigenskippen fan RuDA NPs waarden ûndersocht ûnder de aksje fan laserstrieling mei in golflingte fan 808 nm mei in ynfraread kamera.As werjûn yn fig.5B, C, de kontrôtgroep (allinich PBS) belibbe in lichte ferheging fan temperatuer, wylst de temperatuer fan 'e RuDA-NPs-oplossing rap tanommen mei tanimmende temperatuer (ΔT) nei 15.5, 26.1, en 43.0 ° C.Hege konsintraasjes wiene respektivelik 25, 50, en 100 µM, wat oanjout op in sterke fototermyske effekt fan RuDA NP's.Dêrnjonken waarden mjittingen fan ferwaarming / koelingssyklus nommen om de fotothermyske stabiliteit fan RuDA-NP te evaluearjen en te fergelykjen mei ICG.De temperatuer fan Ore NPs net ôfnimme nei fiif ferwaarming / cooling syklusen (Fig. 5D), dat jout de treflike photothermal stabiliteit fan Ore NPs.Yn tsjinstelling, ICG eksposearret legere photothermal stabiliteit as sjoen út it skynbere ferdwining fan de photothermal temperatuer plato ûnder deselde omstannichheden.Neffens de foarige metoade58 waard de fototermyske konverzje-effisjinsje (PCE) fan RuDA-NP berekkene as 24,2%, wat heger is as besteande fototermyske materialen lykas gouden nanorods (21,0%) en gouden nanoshells (13,0%)59.Sa fertoant NP Ore poerbêste fototermyske eigenskippen, wat har ta belofte PTT-aginten makket.
Analyse fan DLS- en TEM-ôfbyldings fan RuDA NP's (ynset).B Thermyske bylden fan ferskate konsintraasjes fan RuDA NPs bleatsteld oan laser strieling op in golflingte fan 808 nm (0,5 W cm-2).C Fototermyske konverzjekurven fan ferskate konsintraasjes fan erts NP's, dy't kwantitative gegevens binne.B. D Temperatuerferheging fan ORE NP en ICG oer 5 ferwaarming-koelingssyklusen.
Photocytotoxicity fan RuDA NPs tsjin MDA-MB-231 minsklike boarstkanker sellen waard evaluearre in vitro.As werjûn yn fig.6A, B, RuDA-NPs en RuDA eksposearre negligible cytotoxicity yn it ûntbrekken fan bestraling, wat betsjut legere tsjustere toxicity fan RuDA-NPs en RuDA.Lykwols, nei bleatstelling oan laser strieling op in golflingte fan 808 nm, RuDA en RuDA NPs toande sterke fotocytotoxicity tsjin MDA-MB-231 kanker sellen mei IC50 wearden (heal-maksimale remmende konsintraasje) fan 5,4 en 9,4 μM, respektivelik, demonstrearje dat RuDA-NP en RuDA potinsjeel hawwe foar kankerfototerapy.Dêrnjonken waard de fotocytotoxisiteit fan RuDA-NP en RuDA fierder ûndersocht yn 'e oanwêzigens fan Vitamin C (Vc), in ROS scavenger, om de rol fan ROS yn ljocht-induzearre cytotoxiciteit te ferklearjen.Fansels is de sel libbensfetberens ferhege nei de tafoeging fan Vc, en de IC50-wearden fan RuDA en RuDA NP's wiene respektivelik 25.7 en 40.0 μM, wat de wichtige rol fan ROS bewiist yn 'e fotocytotoxiciteit fan RuDA en RuDA NP's.Ljocht-induzearre cytotoxisiteit fan RuDA-NP's en RuDA yn MDA-MB-231 kankersellen troch live / deade sellen kleuring mei kalcein AM (griene fluoreszinsje foar live sellen) en propidium iodide (PI, reade fluoreszinsje foar deade sellen).befêstige troch sellen) as fluorescent probes.Lykas sjen litten yn figuer 6C, sellen behannele mei RuDA-NP of RuDA bleau libbensfetber sûnder bestraling, sa't bliken docht út yntinse griene fluorescence.Krektoarsom, ûnder laserbestraling waard allinich reade fluoreszinsje waarnommen, wat de effektive fotocytotoxisiteit fan RuDA of RuDA NP's befestiget.It is opmerklik dat griene fluoreszinsje ferskynde by tafoeging fan Vc, wat oanjout op in oertreding fan 'e fotocytotoxiciteit fan RuDA en RuDA NP's.Dizze resultaten binne yn oerienstimming mei in vitro fotocytotoxicity assays.
Dosis-ôfhinklike leefberens fan A RuDA- en B RuDA-NP-sellen yn MDA-MB-231-sellen yn respektivelik oanwêzichheid of ôfwêzigens fan Vc (0.5 mM).Flaterbalken, gemiddelde ± standertdeviaasje (n = 3). Unpaarde, twasidige t-tests *p <0.05, **p <0.01, en ***p <0.001. Unpaarde, twasidige t-tests *p <0.05, **p <0.01, en ***p <0.001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 en ***p <0,001. Unpaarde twa-tailed t-tests *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. Unpaarde twa-tailed t-tests *p<0.05, **p<0.01, en ***p<0.001.C Live / deade sel kleuring analyze mei calcein AM en propidium iodide as fluorescent probes.Skaalbalke: 30 µm.Representative bylden fan trije biologyske werhellingen fan elke groep wurde werjûn.D Konfokale fluoreszensôfbyldings fan ROS-produksje yn MDA-MB-231-sellen ûnder ferskate behannelingsomstannichheden.Griene DCF-fluoreszinsje jout de oanwêzigens fan ROS oan.Bestriele mei in laser mei in golflingte fan 808 nm mei in krêft fan 0,5 W/cm2 foar 10 minuten (300 J/cm2).Skaalbalke: 30 µm.Representative bylden fan trije biologyske werhellingen fan elke groep wurde werjûn.E Flowcytometry RuDA-NP's (50 µM) of RuDA (50 µM) behannelinganalyse mei of sûnder 808 nm laser (0.5 W cm-2) yn 'e oanwêzigens en ôfwêzigens fan Vc (0.5 mM) foar 10 min.Representative bylden fan trije biologyske werhellingen fan elke groep wurde werjûn.F Nrf-2, HSP70 en HO-1 fan MDA-MB-231-sellen behannele mei RuDA-NPs (50 µM) mei of sûnder 808 nm laserbestraling (0.5 W cm-2, 10 min, 300 J cm-2), sellen ekspresje 2).Representative bylden fan twa biologyske werhellingen út elke groep wurde werjûn.
Intracellular ROS-produksje yn MDA-MB-231-sellen waard ûndersocht mei de 2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA) kleurmetoade.As werjûn yn fig.6D, sellen behannele mei RuDA-NPs of RuDA eksposearre ûnderskate griene fluorescence doe't bestraling mei de 808 nm laser, wat oanjout dat RuDA-NPs en RuDA hawwe in effisjinte mooglikheid om te generearjen ROS.Krektoarsom, by it ûntbrekken fan ljocht of yn 'e oanwêzigens fan Vc, waard allinich in swak fluorescent sinjaal fan' e sellen waarnommen, wat in lichte formaasje fan ROS oanjûn.Yntracellulêre ROS-nivo's yn RuDA-NP-sellen en RuDA-behannele MDA-MB-231-sellen waarden fierder bepaald troch flowcytometry.Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 25, waard de gemiddelde fluoreszensintensiteit (MFI) generearre troch RuDA-NP's en RuDA ûnder 808 nm laserbestraling signifikant ferhege troch sawat 5.1 en 4.8 kear, respektivelik, yn ferliking mei de kontrôtgroep, befêstiget har poerbêste formaasje AFK.kapasiteit.Yntrazellulêre ROS-nivo's yn RuDA-NP- of MDA-MB-231-sellen behannele mei RuDA wiene lykwols allinich te fergelykjen mei kontrôles sûnder laserbestraling of yn 'e oanwêzigens fan Vc, fergelykber mei de resultaten fan konfokale fluoreszensanalyze.
It is oantoand dat mitochondria it haaddoel binne fan Ru(II)-arene kompleksen60.Dêrom waard de subcellulêre lokalisaasje fan RuDA en RuDA-NP's ûndersocht.Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 26, litte RuDA en RuDA-NP ferlykbere sellulêre distribúsjeprofilen sjen mei de heechste accumulation yn mitochondria (62.5 ± 4.3 en 60.4 ± 3.6 ng / mg protein, respektivelik).Dochs waard mar in lyts bedrach fan Ru fûn yn 'e nukleêre fraksjes fan Ore en NP Ore (3,5 en 2,1% respektivelik).De oerbleaune selfraksje befette oerbliuwende ruthenium: 31.7% (30.6 ± 3.4 ng / mg proteïne) foar RuDA en 42.9% (47.2 ± 4.5 ng / mg proteïne) foar RuDA-NP's.Yn 't algemien wurde Ore en NP Ore benammen sammele yn mitochondria.Om mitochondriale dysfunksje te beoardieljen, brûkten wy JC-1 en MitoSOX Red kleuring om respektivelik mitochondriale membraanpotinsjeel en superoxideproduksjekapasiteit te beoardieljen.Lykas sjen litten yn oanfoljende Fig. It kin effektyf depolarisaasje fan mitochondriale membraan en superoxideproduksje stimulearje.Dêrnjonken waard it meganisme fan selde dea bepaald mei help fan flowcytometry basearre analyse fan annexin V-FITC / propidium iodide (PI).Lykas sjen litten yn figuer 6E, doe't bestraling mei 808 nm laser, RuDA en RuDA-NP induced in signifikant ferhege iere apoptosis taryf (leger rjochts kwadrant) yn MDA-MB-231 sellen ferlike mei PBS of PBS plus laser.ferwurke sellen.Doe't Vc lykwols tafoege waard, fermindere de apoptoseraten fan RuDA en RuDA-NP signifikant fan 50.9% en 52.0% nei respektivelik 15.8% en 17.8%, wat de wichtige rol fan ROS yn 'e fotocytotoxisiteit fan RuDA en RuDA-NP befestiget..Dêrnjonken waarden lichte nekrotyske sellen beoardiele yn alle ûndersochte groepen (boppeste linker kwadrant), wat suggerearret dat apoptose de oerhearskjende foarm fan selde dea wêze kin dy't troch RuDA en RuDA-NP's feroarsake wurde.
Sûnt oksidative stress-skea is in wichtige determinant fan apoptose, waard de nukleêre faktor ferbûn mei erythroid 2, faktor 2 (Nrf2) 62, in wichtige regulator fan it antioxidantsysteem, ûndersocht yn RuDA-NPs-behannele MDA-MB-231.Mechanisme fan aksje fan RuDA NP's feroarsake troch bestraling.Tagelyk waard ek ekspresje fan it streamôfwerts proteïne heme oxygenase 1 (HO-1) ûntdutsen.Lykas werjûn yn figuer 6F en oanfoljende figuer 29, fergrutte RuDA-NP-bemiddele fototerapy Nrf2- en HO-1-ekspresjenivo's yn ferliking mei de PBS-groep, wat oanjout dat RuDA-NP's oksidative stress-sinjaalpaden kinne stimulearje.Dêrnjonken, om it fotothermyske effekt fan RuDA-NPs63 te studearjen, waard de ekspresje fan it waarmte-skokprotein Hsp70 ek evaluearre.It is dúdlik dat sellen behannele mei RuDA-NPs + 808 nm laserbestraling toande ferhege ekspresje fan Hsp70 yn ferliking mei de oare twa groepen, wjerspegelje in sellulêre reaksje op hyperthermia.
De opmerklike in vitro-resultaten hawwe ús frege om de in vivo-prestaasjes fan RuDA-NP te ûndersykjen yn bleate mûzen mei MDA-MB-231-tumors.De weefselferdieling fan RuDA NPs waard studearre troch it bepalen fan de ynhâld fan ruthenium yn 'e lever, hert, milt, nieren, longen en tumors.As werjûn yn fig.7A, de maksimale ynhâld fan Ore NPs yn normale organen ferskynde op 'e earste observaasje tiid (4 h), wylst de maksimale ynhâld waard bepaald yn tumor weefsels 8 oeren nei ynjeksje, mooglik fanwege Ore NPs.EPR-effekt fan LF.Neffens de distribúsjeresultaten waard de optimale doer fan behanneling mei NP-erts 8 oeren nei administraasje nommen.Om it proses fan accumulation fan RuDA-NP's yn tumorsites te yllustrearjen, waarden de fotoakoestyske (PA) eigenskippen fan RuDA-NP's kontrolearre troch it opnimmen fan de PA-sinjalen fan RuDA-NP's op ferskate tiden nei ynjeksje.Earst waard it PA-sinjaal fan RuDA-NP in vivo beoardiele troch it opnimmen fan PA-ôfbyldings fan in tumorsite nei intratumorale ynjeksje fan RuDA-NP.Lykas werjûn yn oanfoljende figuer 30, toande RuDA-NPs in sterk PA sinjaal, en der wie in positive korrelaasje tusken RuDA-NP konsintraasje en PA sinjaal yntinsiteit (oanfoljende figuer 30A).Dêrnei waarden in vivo PA-ôfbyldings fan tumorsites opnommen nei intravenous ynjeksje fan RuDA en RuDA-NP op ferskate tiidpunten nei ynjeksje.Lykas werjûn yn figuer 7B, ferhege it PA-sinjaal fan RuDA-NP's fan 'e tumorsite stadichoan mei de tiid en berikte in plato op 8 oeren nei ynjeksje, konsekwint mei resultaten fan weefselferdieling bepaald troch ICP-MS-analyse.Mei respekt foar RuDA (Supplementary Fig. 30B), ferskynde de maksimale PA-sinjaalintensiteit 4 oeren nei ynjeksje, wat oanjout op in rappe taryf fan yngong fan RuDA yn 'e tumor.Dêrnjonken waard it útskiedingsgedrach fan RuDA en RuDA-NP's ûndersocht troch it bepalen fan de hoemannichte ruthenium yn urine en feces mei ICP-MS.De wichtichste rûte fan eliminaasje foar RuDA (Supplementary Fig. 31) en RuDA-NPs (Fig. 7C) is fia de feces, en effektive klaring fan RuDA en RuDA-NPs waard waarnommen yn 'e 8-dagen stúdzjeperioade, wat betsjut dat RuDA en RuDA-NP's meie effisjint út it lichem elimineare sûnder toxiciteit op lange termyn.
A. Ex vivo-distribúsje fan RuDA-NP yn mûsweefsels waard bepaald troch de Ru-ynhâld (persintaazje fan administraasje fan Ru (ID) per gram tissue) op ferskate tiden nei ynjeksje.Gegevens binne gemiddelde ± standertdeviaasje (n = 3). Unpaarde, twasidige t-tests *p <0.05, **p <0.01, en ***p <0.001. Unpaarde, twasidige t-tests *p <0.05, **p <0.01, en ***p <0.001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 en ***p <0,001. Unpaarde twa-tailed t-tests *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. Unpaarde twa-tailed t-tests *p<0.05, **p<0.01, en ***p<0.001.B PA-ôfbyldings fan in vivo-tumorplakken by 808 nm-eksitaasje nei intravenous administraasje fan RuDA-NP's (10 µmol kg-1) op ferskate tiidpunten.Nei intravenous administraasje fan RuDA NP's (10 µmol kg-1), waard C Ru útsletten fan mûzen mei urine en feces op ferskate tiidintervallen.Gegevens binne gemiddelde ± standertdeviaasje (n = 3).
De ferwaarmingskapasiteit fan RuDA-NP in vivo waard studearre yn bleate mûzen mei MDA-MB-231 en RuDA tumors foar fergeliking.As werjûn yn fig.8A en oanfoljende Fig.De temperatuer fan RuDA-NP's en RuDA ferhege lykwols rap mei maksimale temperatueren fan respektivelik 55.2 en 49.9 °C, wat genôch hyperthermia levere foar in vivo kankerterapy.De waarnommen ferheging fan hege temperatuer foar RuDA NP's (ΔT ≈ 24 ° C) yn ferliking mei RuDA (ΔT ≈ 19 ° C) kin wêze troch syn bettere permeabiliteit en accumulation yn tumorweefsels troch it EPR-effekt.
Ynfraread thermyske bylden fan mûzen mei MDA-MB-231-tumoren bestraald mei 808 nm laser op ferskillende tiden 8 oeren nei ynjeksje.Representative bylden fan fjouwer biologyske werhellingen fan elke groep wurde werjûn.B Relatyf tumorvolumint en C Gemiddelde tumormassa fan ferskate groepen mûzen tidens behanneling.D Kurven fan lichemsgewichten fan ferskate groepen mûzen.Bestriele mei in laser mei in golflingte fan 808 nm mei in krêft fan 0,5 W/cm2 foar 10 minuten (300 J/cm2).Flaterbalken, gemiddelde ± standertdeviaasje (n = 3). Unpaarde, twasidige t-tests *p <0.05, **p <0.01, en ***p <0.001. Unpaarde, twasidige t-tests *p <0.05, **p <0.01, en ***p <0.001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 en ***p <0,001. Unpaarde twa-tailed t-tests *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. Unpaarde twa-tailed t-tests *p<0.05, **p<0.01, en ***p<0.001. E H&E kleurjende bylden fan grutte organen en tumors út ferskate behanneling groepen, ynklusyf Saline, Saline + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, en RuDA-NPs + Laser groepen. E H&E kleurjende bylden fan grutte organen en tumors út ferskate behanneling groepen, ynklusyf Saline, Saline + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, en RuDA-NPs + Laser groepen. 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 kleurjende bylden fan grutte organen en tumors út ferskate behanneling groepen, ynklusyf saline, saline + laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, en RuDA-NPs + Laser groepen.来自 不同 治疗 组 的 主要 主要 器官 器官 的 的 E H & E 染色 图像, 包括 盐水, 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 fan grutte organen en tumors út ferskate behanneling groepen ynklusyf saline, saline + laser, RuDA, RuDA + laser, RuDA-NPs, en RuDA-NPs + laser.Skaalbalke: 60 µm.
It effekt fan fototerapy in vivo mei RuDA en RuDA NP's waard evaluearre wêrby't neakene mûzen mei MDA-MB-231-tumors intraveneus waarden ynjeksje mei RuDA of RuDA NP's op in inkele doasis fan 10.0 µmol kg-1 fia de sturt, en dan 8 oeren nei ynjeksje.laserbestraling mei in golflingte fan 808 nm.Lykas werjûn yn figuer 8B, waarden tumorvoluminten signifikant ferhege yn 'e saline- en lasergroepen, wat oanjout dat saline as laser 808-bestraling net folle effekt hie op tumorgroei.Lykas yn 'e saline-groep waard rappe tumorgroei ek waarnommen yn mûzen dy't behannele waarden mei RuDA-NP's of RuDA yn' e ôfwêzigens fan laserbestraling, wat har lege donkere toxiciteit oantoand.Yn tsjinstelling, nei laserbestraling, feroarsake sawol RuDA-NP- as RuDA-behanneling signifikante tumorregression mei fermindering fan tumorvolumint fan respektivelik 95.2% en 84.3%, yn ferliking mei de saline behannele groep, wat oanjout op poerbêste synergistyske PDT., bemiddele troch it RuDA/CHTV-effekt.- NP of Ore. Yn ferliking mei RuDA lieten RuDA NP's in better fototherapeutysk effekt sjen, wat benammen te tankjen wie oan it EPR-effekt fan RuDA NP's.Resultaten foar remming fan tumorgroei waarden fierder beoardiele troch tumorgewicht útsletten op dei 15 fan behanneling (figuer 8C en oanfoljende figuer 33).De gemiddelde tumormassa yn RuDA-NP-behannele mûzen en RuDA-behannele mûzen wie respektivelik 0.08 en 0.27 g, wat folle lichter wie as yn 'e kontrôtgroep (1.43 g).
Dêrnjonken waard it lichemsgewicht fan mûzen elke trije dagen opnommen om de tsjustere toxiteit fan RuDA-NP's of RuDA yn vivo te studearjen.Lykas werjûn yn figuer 8D, waarden gjin signifikante ferskillen yn lichemsgewicht waarnommen foar alle behannelinggroepen. Fierder waarden de hematoxylin en eosin (H&E) kleuring fan 'e wichtichste organen (hert, lever, milt, long, en nieren) út ferskate behannelingsgroepen ûndernommen. Fierder waarden de hematoxylin en eosin (H&E) kleuring fan 'e grutte organen (hert, lever, milt, long, en nieren) út ferskate behannelingsgroepen útfierd. Кроме того, было проведено окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печелини, печени, печени, печек Dêrnjonken waard hematoxylin en eosin (H&E) kleuring fan grutte organen (hert, lever, milt, longen en nieren) út ferskate behannelingsgroepen útfierd.此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）辊器官此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏, (HY) Кроме того, проводили окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, печени, печелином (H&E) Derneist waard hematoxylin en eosin (H&E) kleuring fan grutte organen (hert, lever, milt, long en nieren) útfierd yn ferskate behannelingsgroepen.As werjûn yn Fig.8E, de H&E-kleuringsôfbyldings fan fiif grutte organen fan 'e RuDA-NP's en RuDA-groepen litte gjin dúdlike abnormaliteiten of oargelskea sjen. 8E, de H&E-kleuringsôfbyldings fan fiif grutte organen fan 'e RuDA-NP's en RuDA-groepen litte gjin dúdlike abnormaliteiten of oargelskea sjen.As werjûn yn fig.8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs en RuDA не демонстрируют явных анолигов. 8E, H&E kleurjende ôfbyldings fan fiif grutte organen fan 'e RuDA-NP's en RuDA-groepen litte gjin dúdlike orgaan-abnormaliteiten of lysjes sjen.如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E 染色图像没有显的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 Как показано на рисунке 8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs en RuDA не покаванил. Lykas werjûn yn figuer 8E, lieten H&E-kleurende bylden fan 'e fiif grutte organen fan' e RuDA-NP's en RuDA-groepen gjin dúdlike abnormaliteiten of oargelskea sjen.Dizze resultaten lieten sjen dat noch RuDA-NP noch RuDA tekens fan toxiciteit yn vivo lieten. Boppedat lieten H&E-kleuringsôfbyldings fan tumors sjen dat sawol de RuDA + Laser- as RuDA-NPs + Laser-groepen slimme ferneatiging fan kankersellen kinne feroarsaakje, wat de treflike in vivo fototerapeutyske effektiviteit fan RuDA en RuDA-NPs oantoand. Boppedat lieten H&E-kleuringsôfbyldings fan tumors sjen dat sawol de RuDA + Laser- as RuDA-NPs + Laser-groepen slimme ferneatiging fan kankersellen kinne feroarsaakje, wat de treflike in vivo fototerapeutyske effektiviteit fan RuDA en RuDA-NPs oantoand.Derneist lieten hematoxylin-eosin-bekleurde tumorôfbyldings sjen dat sawol RuDA + Laser as RuDA-NPs + Laser-groepen slimme ferneatiging fan kankersellen kinne inducearje, wat de superieure fototherapeutyske effektiviteit fan RuDA en RuDA-NPs in vivo oantoand.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 严重 癌细胞 癌细胞 Ruda-NPS 的 优异 的 体内 光疗 功效.此外, 肿瘤 肿瘤 的 显示 显示 显示, Ruda + Laser 和 Ruda-NPS + Laser 组均 导致 的 癌 Ruda 和 Ruda-NPS 的 的的 体内 ............. . . . .Dêrnjonken lieten hematoxylin- en eosin-bevlekte tumorôfbyldings sjen dat sawol RuDA + Laser as RuDA-NPs + Laser-groepen resultearre yn slimme ferneatiging fan kankersellen, wat superieure fototherapeutyske effektiviteit fan RuDA en RuDA-NPs in vivo oantoand.
Ta beslút, it Ru (II) -arene (RuDA) organometallysk kompleks mei DA-type liganden waard ûntworpen om it ISC-proses te fasilitearjen mei de aggregaasjemetoade.Synthesized RuDA kin sels gearstalle troch net-kovalente ynteraksjes om RuDA-ôflaat supramolekulêre systemen te foarmjen, wêrtroch 1O2-formaasje en effisjinte fototermyske konverzje foar ljocht-induzearre kankerterapy fasilitearje.It is opmerklik dat monomere RuDA gjin 1O2 generearre ûnder laserbestraling by 808 nm, mar koe in grut bedrach fan 1O2 generearje yn 'e aggregearre steat, wat de rationaliteit en effisjinsje fan ús ûntwerp oantoand.Folgjende ûndersiken hawwe sjen litten dat de supramolekulêre gearstalling RuDA jout mei ferbettere fotofysyske en fotochemyske eigenskippen, lykas redshift-absorption en photobleaching-resistinsje, dy't tige winsklik binne foar PDT- en PTT-ferwurking.Sawol in vitro as in vivo eksperiminten hawwe oantoand dat RuDA NP's mei goede biokompatibiliteit en goede accumulation yn 'e tumor poerbêste ljocht-induzearre antykankeraktiviteit sjen litte by laserbestraling op in golflingte fan 808 nm.Sa sille RuDA NP's as effektive bimodale supramolekulêre PDT / PTW-reagenzjes de set fan fotosensibilisatoren ferrykje dy't aktivearre binne by golflingten boppe 800 nm.It konseptuele ûntwerp fan it supramolekulêre systeem biedt in effisjinte rûte foar NIR-aktivearre fotosensibilisatoren mei poerbêste fotosensibilisearjende effekten.
Alle gemikaliën en solvents waarden krigen fan kommersjele leveransiers en brûkt sûnder fierdere suvering.RuCl3 waard kocht fan Boren Precious Metals Co., Ltd. (Kunming, Sina).[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-phenanthroline-5,6-dion) en 4,7-bis[4-(N,N-difenylamino)fenyl]-5 ,6-Diamino-2,1,3-benzothiadiazol waard synthesized neffens eardere stúdzjes64,65.NMR-spektra waarden opnommen op in Bruker Avance III-HD 600 MHz spektrometer by Southeastern University Analytical Test Center mei d6-DMSO of CDCl3 as solvent.Gemyske ferskowings δ wurde jûn yn ppm.mei respekt foar tetramethylsilane, en de ynteraksje-konstanten J wurde jûn yn absolute wearden yn hertz.Massaspektrometrie mei hege resolúsje (HRMS) waard útfierd op in Agilent 6224 ESI/TOF MS-ynstrumint.Elemintêre analyze fan C, H, en N waard útfierd op in Vario MICROCHNOS elemintêre analysator (Elementar).UV-sichtbere spektra waarden metten op in Shimadzu UV3600 spektrofotometer.Fluorescence spektra waarden opnommen op in Shimadzu RF-6000 spectrofluorimeter.EPR-spektra waarden opnommen op in Bruker EMXmicro-6/1-ynstrumint.De morfology en struktuer fan 'e tariede samples waarden studearre op FEI Tecnai G20 (TEM) en Bruker Icon (AFM) ynstruminten dy't wurkje op in spanning fan 200 kV.Dynamic light scattering (DLS) waard útfierd op in Nanobrook Omni analyzer (Brookhaven).Photoelectrochemical eigenskippen waarden metten op in elektrochemical opset (CHI-660, Sina).Fotoakoestyske ôfbyldings waarden krigen mei it FUJIFILM VisualSonics Vevo® LAZR-systeem.Konfokale ôfbyldings waarden krigen mei in Olympus FV3000 konfokale mikroskoop.FACS-analyze waard útfierd op in BD Calibur flowcytometer.Hege prestaasjes floeistofchromatografy (HPLC) eksperiminten waarden útfierd op in Waters Alliance e2695 systeem mei in 2489 UV / Vis detektor.Gel Permeation Chromatography (GPC) tests waarden opnommen op in Thermo ULTIMATE 3000 ynstrumint mei in ERC RefratoMax520 brekingsyndeks detektor.
[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-phenanthroline-5,6-dion)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) en glacial acetic acid (30 mL) waarden 12 oeren roer by reflux kuolkast.It solvent waard dan fuortsmiten yn fakuüm mei in rotearjende evaporator.It resultearjende residu waard suvere troch flitskolomchromatografy (silikagel, CH2Cl2: MeOH = 20:1) om RuDA te krijen as in grien poeder (opbringst: 877,5 mg, 80%).anus.Berekkene foar C64H48Cl2N8RuS: C 67,84, H 4,27, N 9,89.Fûn: 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, 137.28, 135.34, 130.68, 125.51.34, 124.45, 125.51, 123.45, 125.81, 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.
Synteze fan 4,7-bis[4-(N,N-diethylamino)phenyl-5,6-diamino-2,1,3-benzothiadiazol (L2): L2 waard synthesized yn twa stappen.Pd(PPh3)4 (46 mg, 0,040 mmol) waard tafoege oan N,N-diethyl-4-(tributylstannyl)aniline (1,05 g, 2,4 mmol) en 4,7-dibromo-5,6-dinitro-oplossing - 2, 1,3-benzothiadiazol (0,38 g, 1,0 mmol) yn droege tolueen (100 ml).It mingsel waard 24 oeren op 100 ° C roerd.Nei it fuortheljen fan de toluene yn fakuüm, de resultearjende fêste stof waard wosken mei petroleum ether.Dêrnei waard in mingsel fan dizze ferbining (234,0 mg, 0,45 mmol) en izerpoeder (0,30 g, 5,4 mmol) yn acetic acid (20 ml) 4 oeren op 80 ° C.It reaksjegemik waard yn wetter getten en de resultearjende brune fêste stof waard sammele troch filtraasje.It produkt waard twa kear suvere troch fakuümsublimaasje om in griene fêste te jaan (126,2 mg, 57% opbringst).anus.Berekkene foar C26H32N6S: C 67,79, H 7,00, N 18,24.Fûn: 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).13C 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.
Ferbinings waarden taret en suvere folgjende prosedueres fergelykber mei RuDA.anus.Berekkene foar C48H48Cl2N8RuS: C 61,27, H 5,14, N 11,91.Fûn: 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).13c nmr (151 mhz, cdcl3), δ (ppm) 158.20, 153.36, 148.14, 138.59, 135.7.44, 128.35, 120.70, 118.35, 120.70, 115.79, 105.07, 105.07, 104.07, 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 waard oplost yn MeOH / H2O (5/95, v / v) by in konsintraasje fan 10 μM.It absorptionsspektrum fan RuDA waard elke 5 minuten mjitten op in Shimadzu UV-3600 spektrofotometer ûnder bestraling mei laserljocht mei in golflingte fan 808 nm (0.5 W / cm2).De ICG-spektra waarden opnommen ûnder deselde betingsten as de standert.
De EPR-spektra waarden opnommen op in Bruker EMXmicro-6/1-spektrometer mei in mikrofoavekrêft fan 20 mW, in skandering fan 100 G, en in fjildmodulaasje fan 1 G. 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidon (TEMP) en 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide (DMPO) waarden brûkt as spinfallen.Electron spin resonânsje spektra waarden opnommen foar mingde oplossingen fan RuDA (50 µM) en TEMF (20 mM) of DMPO (20 mM) ûnder de aksje fan laserstrieling mei in golflingte fan 808 nm (0.5 W / cm2).
DFT- en TD-DFT-berekkeningen foar RuDA waarden útfierd op PBE1PBE / 6-31 G * //LanL2DZ-nivo's yn wetterige oplossing mei it Gaussyske programma 1666,67,68.De HOMO-LUMO, gat en elektroanendistribúsjes fan 'e lege-enerzjy-singlet opteinste steat RuDA waarden plottet mei it GaussView-programma (ferzje 5.0).
Wy hawwe earst besocht om de generaasje-effisjinsje fan 1O2 RuDA te mjitten mei konvinsjonele UV-sichtbere spektroskopie mei ICG (ΦΔ = 0.002) as standert, mar de fotodegradaasje fan ICG hat de resultaten sterk beynfloede.Sa waard de kwantumopbringst fan 1O2 RuDA mjitten troch in feroaring yn 'e yntensiteit fan ABDA-fluoreszinsje te detektearjen op sawat 428 nm by bestraling mei in laser mei in golflingte fan 808 nm (0.5 W / cm2).Eksperiminten waarden útfierd op RuDA en RuDA NP's (20 μM) yn wetter / DMF (98/2, v / v) mei ABDA (50 μM).De kwantumopbringst fan 1O2 waard berekkene mei de folgjende formule: ΦΔ (PS) = ΦΔ (ICG) × (rFS/APS)/(rICG/AICG).rPS en rICG binne de reaksjesifers fan ABDA mei 1O2 krigen fan respektivelik de fotosensibilisator en ICG.APS en AICG binne de absorption fan 'e fotosensibilisator en ICG by respektivelik 808 nm.
AFM-mjittingen waarden útfierd yn floeibere omstannichheden mei de scanmodus op in Bruker Dimension Icon AFM-systeem.Mei in iepen struktuer mei floeibere sellen waarden de sellen twa kear wosken mei ethanol en droege mei in stream fan stikstof.Foegje de droege sellen yn 'e optyske kop fan' e mikroskoop.Plak daliks in dripke fan it probleem yn it swimbad mei flüssigens en pleats it op 'e cantilever mei in sterile disposable plastic syringe en in sterile needle.In oare drip wurdt pleatst direkt op 'e stekproef, en as de optyske kop wurdt ferlege, de twa drippen gearfoegje, foarmje in meniskus tusken de stekproef en de floeibere reservoir.AFM-mjittingen waarden útfierd mei in SCANASYST-FLUID V-foarmige nitride cantilever (Bruker, hurdens k = 0.7 N m-1, f0 = 120–180 kHz).
HPLC-chromatogrammen waarden krigen op in Waters e2695-systeem útrist mei in phoenix C18-kolom (250 × 4.6 mm, 5 µm) mei in 2489 UV / Vis-detektor.De golflingte fan de detektor is 650 nm.Mobile fazen A en B wiene wetter en methanol, respektivelik, en de mobile faze flow rate wie 1.0 ml · min-1.De gradient (oplosmiddel B) wie as folget: 100% fan 0 oant 4 minuten, 100% oant 50% fan 5 oant 30 minuten, en weromsette nei 100% fan 31 oant 40 minuten.Erts waard oplost yn in mingde oplossing fan methanol en wetter (50/50, troch folume) by in konsintraasje fan 50 μM.It ynjeksjevolume wie 20 μl.
GPC-assays waarden opnommen op in Thermo ULTIMATE 3000-ynstrumint foarsjoen fan twa PL aquagel-OH MIXED-H-kolommen (2 × 300 × 7.5 mm, 8 µm) en in ERC RefratoMax520 brekingsyndeksdetektor.De GPC-kolom waard eluearre mei wetter by in streamsnelheid fan 1 ml / min by 30 ° C.Ore NP's waarden oplost yn PBS-oplossing (pH = 7.4, 50 μM), ynjeksjevolume wie 20 μL.
Fotostreamen waarden metten op in elektrogemyske opset (CHI-660B, Sina).De opto-elektroanyske antwurden doe't de laser oan- en útskeakele waard (808 nm, 0,5 W / cm2) waarden respektivelik metten op in spanning fan 0,5 V yn in swarte doaze.In standert sel mei trije elektrodes waard brûkt mei in L-foarmige glêzen koalstofelektrode (GCE) as wurkelektrode, in standert calomelelektrode (SCE) as referinsjeelektrode, en in platina-skiif as in tsjinelektrode.In 0,1 M Na2SO4-oplossing waard brûkt as elektrolyt.
De minsklike boarstkanker-selline MDA-MB-231 waard kocht fan KeyGEN Biotec Co., LTD (Nanjing, Sina, katalogusnûmer: KG033).Sellen waarden groeid yn monolagen yn Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM, hege glukose) oanfolle mei in oplossing fan 10% fetale bovine serum (FBS), penicilline (100 μg / ml) en streptomycin (100 μg / ml).Alle sellen waarden kultivearre by 37 ° C yn in fochtige sfear mei 5% CO2.
De MTT-assay waard brûkt om de cytotoxisiteit fan RuDA en RuDA-NP's te bepalen yn 'e oanwêzigens en ôfwêzigens fan ljochtbestraling, mei of sûnder Vc (0.5 mM).MDA-MB-231 kankersellen waarden groeid yn 96-well platen by in sel tichtens fan likernôch 1 x 105 sellen / ml / well en ynkubearre foar 12 oeren by 37.0 ° C yn in sfear fan 5% CO2 en 95% lucht.RuDA en RuDA NPs oplost yn wetter waarden tafoege oan de sellen.Nei 12 oeren ynkubaasje waarden de sellen bleatsteld oan 0,5 W cm -2 laserstrieling op in golflingte fan 808 nm foar 10 minuten (300 J cm -2) en dan ynkubeare yn it tsjuster foar 24 oeren.De sellen waarden dan ynkubeare mei MTT (5 mg / ml) foar in oare 5 oeren.Feroarje úteinlik it medium nei DMSO (200 µl) om de resultearjende pearse formazan-kristallen op te lossen.OD-wearden waarden mjitten mei in mikroplaatlêzer mei in golflingte fan 570/630 nm.De IC50-wearde foar elke stekproef waard berekkene mei de SPSS-software út dose-antwurdkurven krigen fan op syn minst trije ûnôfhinklike eksperiminten.
MDA-MB-231-sellen waarden behannele mei RuDA en RuDA-NP by in konsintraasje fan 50 μM.Nei 12 oeren fan ynkubaasje waarden de sellen bestraald mei in laser mei in golflingte fan 808 nm en in krêft fan 0,5 W / cm2 foar 10 min (300 J / cm2).Yn 'e groep Vitamin C (Vc) waarden sellen behannele mei 0,5 mM Vc foarôfgeand oan laserbestraling.Sellen waarden doe yn it tsjuster foar in ekstra 24 oeren ynkubeare, dan kleurde mei calcein AM en propidiumjodide (20 μg / ml, 5 μl) foar 30 minuten, dan wosken mei PBS (10 μl, pH 7.4).ôfbyldings fan kleurde sellen.