Dankon pro vizito de Nature.com.La retumila versio, kiun vi uzas, havas limigitan CSS-subtenon.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Intertempe, por certigi daŭran subtenon, ni redonos la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Efikaj fotosensibiligiloj estas aparte gravaj por la ĝeneraligita klinika uzo de fototerapio.Tamen, konvenciaj fotosensibiligiloj ĝenerale suferas de mallonga ondolonga sorbado, nesufiĉa fotostabileco, malalta kvantuma rendimento de reaktivaj oksigenspecioj (ROS), kaj agreg-induktita estingado de ROS.Ĉi tie ni raportas preskaŭ-infraruĝan (NIR) supramolekulan fotosensibilizanton (RuDA) mediatan per mem-kunigo de Ru(II)-arenaj organometalaj kompleksoj en akva solvaĵo.RuDA povas nur generi singlet-oksigenon (1O2) en la agregita stato, kaj ĝi elmontras evidentan agreg-induktitan 1O2-generacian konduton pro signifa pliiĝo en la interkruciĝoprocezo inter la singlet-tripleta sistemo.Sub la ago de 808 nm lasera lumo, RuDA elmontras 1O2-kvantuma rendimento de 16.4% (FDA-aprobita indocianina verdo: ΦΔ=0.2%) kaj altan fototermikan konvertan efikecon de 24.2% (komercaj oraj nanobatoj) kun bonega fotostabileco.: 21,0 %, oraj nanoŝeloj: 13,0 %).Krome, RuDA-NPs kun bona biokongrueco povas prefere akumuliĝi ĉe tumorlokoj, kaŭzante signifan tumorregreson dum fotodinamika terapio kun 95.2%-redukto en tumorvolumeno en vivo.Tiu agreg-plifortiga fotodinamika terapio disponigas strategion por evoluigado de fotosensibiligiloj kun favoraj fotofizikaj kaj fotokemiaj trajtoj.
Kompare al konvencia terapio, fotodinamika terapio (PDT) estas alloga terapio por kancero pro ĝiaj signifaj avantaĝoj kiel preciza spatiotempa kontrolo, ne-invasiveco, nekonsiderinda drogrezisto kaj minimumigo de kromefikoj 1,2,3.Sub malpeza surradiado, la fotosensibiligiloj uzitaj povas esti aktivigitaj por formi tre reaktivajn oksigenajn speciojn (ROS), kondukante al apoptozo/nekrozo aŭ imunreagoj4,5. Tamen, la plej multaj konvenciaj fotosensibiligiloj, kiel ekzemple kloroj, porfirinoj kaj antrakinonoj, havas relative mallong-ondlongan sorbadon (frekvenco < 680 nm), tiel rezultigante malbonan lumpenetron pro la intensa sorbado de biologiaj molekuloj (ekz., hemoglobino kaj melanino) en la videbla regiono6,7. Tamen, la plej multaj konvenciaj fotosensibiligiloj, kiel ekzemple kloroj, porfirinoj kaj antrakinonoj, havas relative mallong-ondlongan sorbadon (frekvenco < 680 nm), tiel rezultigante malbonan lumpenetron pro la intensa sorbado de biologiaj molekuloj (ekz., hemoglobino kaj melanino) en la videbla regiono6,7. 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. Tamen, plej oftaj fotosensibiligiloj kiel kloroj, porfirinoj kaj antrakinonoj havas relative mallongan ondolongan sorbadon (< 680 nm) rezultigante malbonan lumpenetron pro intensa sorbado de biologiaj molekuloj (ekz. hemoglobino kaj melanino) en la videblan regionon6,7.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） ， 由于 对 生物 （（血红 蛋白 和） 的 吸收 吸收 （如 血红 蛋白 黑色素 的 强烈 吸收 吸收 （（如 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 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 （（频率 频率 <680 nm） 因此 由于 分子 （血红 蛋白 和 黑色素） 的 ， ， （吸收 蛋白 和 黑色素） 的 ， ， （吸收 吸收 和 黑色素） 的 ， ， （吸收 吸收 吸收 吸收 蛋白 和 黑色素 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 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. Tamen, la plej multaj tradiciaj fotosensibiligiloj kiel ekzemple kloroj, porfirinoj kaj antrakinonoj havas relative mallongan ondolongan sorbadon (frekvenco < 680 nm) pro forta sorbado de biomolekuloj kiel ekzemple hemoglobino kaj melanino rezultiganta malbonan lumpenetron.Videbla areo 6.7.Tial, preskaŭ-infraruĝaj (NIR) absorbantaj fotosensibilizadores kiuj estas aktivigitaj en la 700-900 nm "terapia fenestro" estas bone konvenitaj por fototerapio.Ĉar proksima infraruĝa lumo estas la malplej sorbita de biologiaj histoj, ĝi povas konduki al pli profunda penetro kaj malpli da fotodamaĝo8,9.
Bedaŭrinde, ekzistantaj NIR-sorbantaj fotosensibilizantoj ĝenerale havas malbonan fotostabilecon, malaltan singlet-oksigenon (1O2) generan kapaciton, kaj agreg-induktitan 1O2-estingon, kiu limigas ilian klinikan aplikon10,11.Kvankam oni faris grandajn klopodojn por plibonigi la fotofizikajn kaj fotokemiajn ecojn de konvenciaj fotosensibilizadoroj, ĝis nun pluraj raportoj raportis, ke NIR-sorbantaj fotosensibiligiloj povas solvi ĉiujn ĉi tiujn problemojn.Krome, pluraj fotosensibiligiloj montris promeson por efika generacio de 1O212,13,14 kiam surradiite kun lumo super 800 nm, ĉar la fotonenergio malpliiĝas rapide en la preskaŭ-IR-regiono.Trifenilamino (TFA) kiel elektrondonacanto kaj [1,2,5]tiadiazole-[3,4-i]dipirido[a,c]fenazino (TDP) kiel elektronakceptantogrupo Donacanto-akceptanto (DA) tipo tinkturfarbas klason de tinkturfarboj , absorbante preskaŭ-infraruĝan, kiuj estis grandskale studitaj por preskaŭ-infraruĝa biobildigo II kaj fototermika terapio (PTT) pro sia mallarĝa bendinterspaco.Tiel, DA-specaj tinkturfarboj povas esti uzitaj por PDT kun preskaŭ-IR-ekscito, kvankam ili malofte estis studitaj kiel fotosensibiligiloj por PDT.
Estas konate, ke la alta efikeco de intersistema transiro (ISC) de fotosensibiligiloj antaŭenigas la formadon de 1O2.Ofta strategio por avancado de la ISC-procezo devas plifortigi la spin-orbitan kupladon (SOC) de fotosensibiligiloj enkondukante pezajn atomojn aŭ specialajn organikajn duonojn.Tamen, ĉi tiu aliro ankoraŭ havas kelkajn malavantaĝojn kaj limigojn19,20.Lastatempe, supramolekula mem-asembleo disponigis desupren inteligentan aliron por la fabrikado de funkciaj materialoj sur la molekula nivelo,21,22 kun multaj avantaĝoj en fototerapio: (1) mem-kunvenitaj fotosensibiligiloj povas havi la potencialon formi rubandstrukturojn.Simila al elektronikaj strukturoj kun pli densa distribuado de energiniveloj pro imbrikitaj orbitoj inter konstrubriketoj.Tial, la energia kongruo inter la malsupra unueta ekscitita stato (S1) kaj la najbara triopa ekscitita stato (Tn) estos plibonigita, kio estas utila por la ISC-procezo 23, 24 .(2) Supramolekula asembleo reduktos ne-radiativan malstreĉiĝon bazitan sur la intramolekula mova limigo-mekanismo (RIM), kiu ankaŭ antaŭenigas la ISC-procezon 25, 26.(3) La supramolekula aro povas protekti la internajn molekulojn de la monomero kontraŭ oxidado kaj degradado, tiel multe plibonigante la fotostabilecon de la fotosensibilizanto.Konsiderante la suprajn avantaĝojn, ni kredas, ke supramolekulaj fotosensibilizaj sistemoj povas esti promesplena alternativo por venki la mankojn de PDT.
Ru (II)-bazitaj kompleksoj estas promesplena medicina platformo por eblaj aplikoj en la diagnozo kaj terapio de malsanoj pro siaj unikaj kaj allogaj biologiaj trajtoj28,29,30,31,32,33,34.Krome, la abundo de ekscititaj statoj kaj la agordeblaj fotofizikokemiaj trajtoj de Ru (II)-bazitaj kompleksoj disponigas grandajn avantaĝojn por la evoluo de Ru (II)-bazitaj fotosensibiligiloj35,36,37,38,39,40.Rimarkinda ekzemplo estas la rutenio (II) polipiridilkomplekso TLD-1433, kiu estas nuntempe en Fazo II klinikaj provoj kiel fotosensibiligilo por la terapio de ne-muskola enpenetra vezikkancero (NMIBC)41.Krome, rutenio (II) areno-organometalaj kompleksoj estas vaste utiligitaj kiel kemioterapiaj agentoj por kancerotraktado pro sia malalta tokseco kaj facileco de modifo42,43,44,45.La jonaj trajtoj de Ru(II)-arenaj organometalaj kompleksoj povas ne nur plibonigi la malbonan solveblecon de DA kromoforoj en oftaj solviloj, sed ankaŭ plibonigi la kunigon de DA kromoforoj.Krome, la pseŭdookedra duon-sandviĉa strukturo de la organometalaj kompleksoj de Ru (II)-arenoj povas stere malhelpi H-agregadon de DA-specaj kromoforoj, tiel faciligante la formadon de J-agregado kun ruĝecŝovitaj sorbadgrupoj.Tamen, enecaj malavantaĝoj de Ru (II)-arenaj kompleksoj, kiel ekzemple malalta stabileco kaj/aŭ malbona biohavebleco, povas influi la terapian efikecon kaj en viva agadon de areno-Ru (II) kompleksoj.Tamen, studoj montris ke tiuj malavantaĝoj povas esti venkitaj enkapsuligante ruteniokompleksojn kun biokongruaj polimeroj per fizika enkapsuligo aŭ kovalenta konjugacio.
En ĉi tiu laboro, ni raportas DA-konjugaciitajn kompleksojn de Ru(II)-areno (RuDA) kun NIR-eksigilo per kunordiga ligo inter la DAD-kromoforo kaj la Ru(II)-areno-duono.La rezultaj kompleksoj povas mem-kunmeti en metalosupramolekulajn vezikojn en akvo pro ne-kovalentaj interagoj.Precipe, la supramolekula asembleo dotis RuDA per polimerigo-induktitaj intersistemaj transirantaj propraĵoj, kiuj signife pliigis ISC-efikecon, kiu estis tre favora por PDT (Fig. 1A).Por pliigi tumoran amasiĝon kaj en vivo-biokongruecon, FDA-aprobita Pluronic F127 (PEO-PPO-PEO) estis uzata por enkapsuligi RuDA47,48,49 por krei RuDA-NP nanopartiklojn (Figuro 1B), kiuj funkciis kiel tre efika PDT/Dual- reĝimo PTT-prokurilo.En kancerfototerapio (Figuro 1C), RuDA-NP kutimis trakti nudajn musojn kun MDA-MB-231 tumoroj por studi la efikecon de PDT kaj PTT en vivo.
Skema ilustraĵo de la fotofizika mekanismo de RuDA en monomeraj kaj agregitaj formoj por kancera fototerapio, sintezo de B RuDA-NPs kaj C RuDA-NPs por NIR-aktivigita PDT kaj PTT.
RuDA, konsistanta el TPA kaj TDP-funkcio, estis preparita laŭ la proceduro montrita en Suplementa Figuro 1 (Figuro 2A), kaj RuDA estis karakterizita per 1H kaj 13C NMR-spektroj, elektrospray-joniga mas-spektrometrio kaj elementa analizo (Suplementaj Figuroj 2-4). ).La RuDA elektrondensecdiferencmapo de la plej malsupra singlettransiro estis komputita per temp-dependa denseca funkcia teorio (TD-DFT) por studi la ŝargan transigan procezon.Kiel montrite en Suplementa Figuro 5, la elektrona denseco drivas ĉefe de trifenilamino al la TDP-akceptanta unuo post fotoekscito, kiu povas esti atribuita al tipa transiro de intramolekula ŝargo (CT).
Kemia strukturo de Erco B Absorbaj spektroj de Erco en miksaĵoj de diversaj proporcioj de DMF kaj akvo.C Normaligitaj sorbaj valoroj de RuDA (800 nm) kaj ICG (779 nm) kontraŭ tempo ĉe 0,5 W cm-2 de 808 nm lasera lumo.D La fotodegradiĝo de ABDA estas indikita per RuDA-induktita formado de 1O2 en DMF/H2O miksaĵoj kun malsamaj akvoenhavoj sub la ago de lasera radiado kun ondolongo de 808 nm kaj potenco de 0.5 W/cm2.
Abstraktaĵo - UV-videbla absorba spektroskopio estis uzita por studi la mem-kunigajn trajtojn de Erco en miksaĵoj de DMF kaj akvo en diversaj proporcioj.Kiel montrite en fig.2B, RuDA elmontras sorbadgrupojn de 600 ĝis 900 nm en DMF kun maksimuma sorbadbendo ĉe 729 nm.Pliigi la kvanton de akvo kondukis al laŭpaŝa ruĝŝanĝo de la Erco-sorbadmaksimumo al 800 nm, kiu indikas J-agregadon de Erco en la kunvenita sistemo.La fotolumineskaj spektroj de RuDA en malsamaj solviloj estas montritaj en Suplementa Figuro 6. RuDA ŝajnas elmontri tipan NIR-II-lumineskon kun maksimuma elsenda ondolongo de ĉ.1050 nm en CH2Cl2 kaj CH3OH, respektive.La granda Stokes-ŝanĝo (proksimume 300 nm) de RuDA indikas signifan ŝanĝon en la geometrio de la ekscitita ŝtato kaj la formadon de malalt-energiaj ekscititaj statoj.La lumineskaj kvantumaj rendimentoj de Erco en CH2Cl2 kaj CH3OH estis determinitaj esti 3.3 kaj 0.6%, respektive.Tamen, en miksaĵo de metanolo kaj akvo (5/95, v/v), iometa ruĝenŝoviĝo de la emisio kaj malkresko en la kvantuma rendimento (0.22%) estis observitaj, kiu povas ŝuldiĝi al la mem-kunigo de Erco. .
Por bildigi la mem-muntadon de ORE, ni uzis likvan atomfortan mikroskopion (AFM) por bildigi la morfologiajn ŝanĝojn en ORE en metanolsolvo post aldonado de akvo.Kiam la akvoenhavo estis sub 80%, neniu klara agregado estis observita (Suplementa Fig. 7).Tamen, kun plia plialtiĝo de la akvoenhavo ĝis 90–95%, aperis malgrandaj nanopartikloj, kiuj indikis la mem-muntadon de Erco. Krome, lasera surradiado kun ondolongo de 808 nm ne influis la absorban intensecon de RuDA en akva. solvo (Fig. 2C kaj Suplementa Fig. 8).En kontrasto, la absorbado de indocianina legomo (ICG kiel kontrolo) falis rapide je 779 nm, indikante bonegan fotostabilecon de RuDA.Krome, la stabileco de RuDA-NPs en PBS (pH = 5.4, 7.4 kaj 9.0), 10% FBS kaj DMEM (alta glukozo) estis ekzamenita per UV-videbla sorba spektroskopio ĉe diversaj punktoj.Kiel montrite en Suplementa Figuro 9, etaj ŝanĝoj en RuDA-NP-sorbaj bandoj estis observitaj en PBS ĉe pH 7.4/9.0, FBS kaj DMEM, indikante bonegan stabilecon de RuDA-NP.Tamen, en acida medio (рН = 5.4) hidrolizo de Erco estis trovita.Ni ankaŭ plue taksis la stabilecon de RuDA kaj RuDA-NP uzante metodojn de likva kromatografio de alta rendimento (HPLC).Kiel montrite en Suplementa Figuro 10, RuDA estis stabila en miksaĵo de metanolo kaj akvo (50/50, v/v) dum la unua horo, kaj hidrolizo estis observita post 4 horoj.Tamen, nur larĝa konkav-konveksa pinto estis observita por RuDA NPs.Tial, ĝela trapenetra kromatografio (GPC) estis uzata por taksi la stabilecon de RuDA NPs en PBS (pH = 7.4).Kiel montrite en Suplementa Figuro 11, post 8 horoj da kovado sub la provitaj kondiĉoj, la pinta alteco, pinta larĝo kaj pinta areo de NP RuDA ne ŝanĝiĝis signife, indikante bonegan stabilecon de NP RuDA.Krome, TEM-bildoj montris, ke la morfologio de la nanopartikloj RuDA-NP restis preskaŭ senŝanĝa post 24 horoj en diluita PBS-bufro (pH = 7.4, Suplementa Fig. 12).
Ĉar mem-kunigo povas doni malsamajn funkciajn kaj kemiajn trajtojn al Erco, ni observis la liberigon de 9,10-antracenediilbis(metilen)dimalona acido (ABDA, indikilo 1O2) en metanol-akvaj miksaĵoj.Erco kun malsama akvoenhavo50.Kiel montrite en Figuro 2D kaj Suplementa Figuro 13, neniu degenero de ABDA estis observita kiam la akvoenhavo estis sub 20%.Kun pliiĝo en humido al 40%, ABDA-degenero okazis, kiel pruvite per malkresko en la intenseco de ABDA-fluoresko.Estis ankaŭ observite ke pli alta akvoenhavo rezultigas pli rapidan degeneron, sugestante ke RuDA-mem-asembleo estas necesa kaj utila por ABDA-degenero.Tiu fenomeno estas tre diferenca de modernaj ACQ (agregaci-induktita estingo) kromoforoj.Kiam surradiita per lasero kun ondolongo de 808 nm, la kvantuma rendimento de 1O2 RuDA en miksaĵo de 98% H2O/2% DMF estas 16,4%, kio estas 82 fojojn pli alta ol tiu de ICG (ΦΔ = 0,2%)51, pruvante rimarkindan generan efikecon 1O2 RuDA en la stato de agregacio.
Elektronaj spinoj uzantaj 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinonon (TEMP) kaj 5,5-dimetil-1-pirolina N-oksidon (DMPO) kiel spinkaptilojn Resonanca spektroskopio (ESR) estis uzata por identigi la rezultan specion. AFK.de RuDA.Kiel montrite en Suplementa Figuro 14, estis konfirmite, ke 1O2 estas generita je surradiaj tempoj inter 0 kaj 4 minutoj.Krome, kiam RuDA estis kovita kun DMPO sub surradiado, tipa kvarlinia EPR-signalo de 1:2:2:1 DMPO-OH· adukto estis detektita, indikante la formadon de hidroksilaj radikaluloj (OH·).Ĝenerale, ĉi-supraj rezultoj pruvas la kapablon de RuDA stimuli ROS-produktadon per duobla tipo I/II-fotosensibiliga procezo.
Por pli bone kompreni la elektronikajn trajtojn de RuDA en monomeraj kaj agregitaj formoj, la limaj molekulaj orbitaloj de RuDA en monomeraj kaj dimeraj formoj estis kalkulitaj uzante la DFT-metodon.Kiel montrite en fig.3A, la plej alta okupata molekula orbitalo (HOMO) de monomera RuDA estas mallokigita laŭ la ligandspino kaj la plej malsupra senokupa molekula orbitalo (LUMO) estas centrita sur la TDP-akceptantunuo.Male, la elektrondenseco en la dimera HOMO estas koncentrita sur la Peranto de unu RuDA-molekulo, dum la elektrondenseco en la LUMO estas plejparte koncentrita sur la akceptantunuo de alia RuDA-molekulo, kiu indikas ke RuDA estas en la dimero.Karakterizaĵoj de CT.
A La HOMO kaj LUMO de Erco estas kalkulitaj en monomeraj kaj dimeraj formoj.B Singlet kaj triopaj energiniveloj de Erco en monomeroj kaj dimeroj.C Taksitaj niveloj de RuDA kaj eblaj ISC-kanaloj kiel monomera C kaj dimera D. Sagoj indikas eblajn ISC-kanalojn.
La distribuado de elektronoj kaj truoj en la malaltenergiaj unuotaj ekscititaj statoj de RuDA en la monomeraj kaj dimeraj formoj estis analizita uzante la Multiwfn 3.852.53 softvaron, kiuj estis kalkulitaj per la TD-DFT-metodo.Kiel indikite sur la aldona etikedo.Kiel montrite en Figuroj 1-2, monomeraj RDA-truoj estas plejparte mallokigitaj laŭ la liganda spino en ĉi tiuj singlet ekscititaj statoj, dum elektronoj estas plejparte situantaj en la TDP-grupo, montrante la intramolekulajn karakterizaĵojn de CT.Krome, por tiuj unuotaj ekscititaj statoj, ekzistas pli-malpli interkovro inter truoj kaj elektronoj, sugestante ke tiuj unuotaj ekscititaj ŝtatoj faras iun kontribuon de loka ekscito (LE).Por dimeroj, krom intramolekulaj CT kaj LE-ecoj, certa proporcio de intermolekulaj CT-ecoj estis observita en la respektivaj ŝtatoj, precipe S3, S4, S7 kaj S8, surbaze de intermolekula CT-analizo, kun CT-intermolekulaj transiroj kiel la ĉefaj. (Aldona Tabelo).3).
Por pli bone kompreni la eksperimentajn rezultojn, ni plue esploris la ecojn de RuDA ekscititaj statoj por esplori la diferencojn inter monomeroj kaj dimeroj (Aldonaj Tabeloj 4-5).Kiel montrite en Figuro 3B, la energiniveloj de la unuotaj kaj triopaj ekscititaj statoj de la dimero estas multe pli densaj ol tiuj de la monomero, kiu helpas redukti la energiinterspacon inter S1 kaj Tn. Estis raportite ke la ISC-transiroj povus esti realigitaj ene de malgranda energiinterspaco (ΔES1-Tn < 0.3 eV) inter S1 kaj Tn54. Estis raportite ke la ISC-transiroj povus esti realigitaj ene de malgranda energiinterspaco (ΔES1-Tn < 0.3 eV) inter S1 kaj Tn54. Сообщалось, что переходы ISC могут быть реализованы в пределах небольшой энергоды Сообщалось Estis raportite ke ISC-transiroj povas esti realigitaj ene de malgranda energiinterspaco (ΔES1-Tn <0.3 eV) inter S1 kaj 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 энергетой энергетой энергетой энергетой че1.зован (Сообщалось) Estis raportite ke la ISC-transiro povas esti realigita ene de malgranda energiinterspaco (ΔES1-Tn < 0.3 eV) inter S1 kaj Tn54.Krome, nur unu orbitalo, okupata aŭ neokupita, devas malsami en ligitaj unuopaj kaj triopaj ŝtatoj por disponigi ne-nulan SOC-integralon.Tiel, surbaze de la analizo de la ekscita energio kaj la enorbita transiro, ĉiuj eblaj kanaloj de la ISC-transiro estas montritaj en Figoj.3C,D.Precipe, nur unu ISC-kanalo estas havebla en la monomero, dum la dimera formo havas kvar ISC-kanalojn kiuj povas plifortigi la ISC-transiron.Tial, estas akcepteble supozi ke ju pli da RuDA-molekuloj estas agregitaj, des pli alireblaj la ISC-kanaloj estos.Tial, RuDA-agregaĵoj povas formi du-grupajn elektronikajn strukturojn en la unuopaj kaj triopaj ŝtatoj, reduktante la energiinterspacon inter S1 kaj havebla Tn, tiel pliigante la efikecon de ISC por faciligi 1O2-generacion.
Por plue klarigi la subesta mekanismo, ni sintezis referencan kunmetaĵon de la areno-Ru (II) komplekso (RuET) anstataŭigante du etilgrupojn kun du trifenilaminfenilgrupoj en RuDA (Fig. 4A, por plena karakterizado, vidu ESI, Suplementary 15). -21 ) De donacanto (dietilamino) ĝis akceptanto (TDF), RuET havas la samajn intramolekulajn CT-karakterizaĵojn kiel RuDA.Kiel atendite, la sorba spektro de RuET en DMF montris malaltan energian ŝargan transigan bandon kun forta sorbado en la proksima infraruĝa regiono en la regiono de 600-1100 nm (Fig. 4B).Krome, RuET-agregado ankaŭ estis observita kun kreskanta akvoenhavo, kiu estis reflektita en la ruĝenŝoviĝo de la sorbada maksimumo, kiu estis plue konfirmita per likva AFM-bildado (Suplementa Fig. 22).La rezultoj montras ke RuET, kiel RuDA, povas formi intramolekulajn statojn kaj mem-kunmeti en agregitajn strukturojn.
Kemia strukturo de RuET.B Sorbaj spektroj de RuET en miksaĵoj de diversaj proporcioj de DMF kaj akvo.Intrigoj C EIS Nyquist por RuDA kaj RuET.Fotofluaj respondoj D de RuDA kaj RuET sub la ago de lasera radiado kun ondolongo de 808 nm.
La fotodegradiĝo de ABDA en la ĉeesto de RuET estis taksita per surradiado per lasero kun ondolongo de 808 nm.Surprize, neniu degenero de ABDA estis observita en diversaj akvaj frakcioj (Suplementa Fig. 23).Ebla kialo estas ke RuET ne povas efike formi striitan elektronikan strukturon ĉar la etilĉeno ne antaŭenigas efikan intermolekulan ŝargotransigon.Tial, elektrokemia impedanca spektroskopio (EIS) kaj pasemaj fotokurantaj mezuradoj estis faritaj por kompari la fotoelektrokemiajn trajtojn de RuDA kaj RuET.Laŭ la Nyquist-intrigo (Figuro 4C), RuDA montras multe pli malgrandan radiuson ol RuET, kio signifas ke RuDA56 havas pli rapidan intermolekulan elektrontransporton kaj pli bonan konduktivecon.Krome, la fotokurenta denseco de RuDA estas multe pli alta ol tiu de RuET (Fig. 4D), konfirmante la pli bonan ŝargan efikecon de RuDA57.Tiel, la fenilgrupo de trifenilamino en Erco ludas gravan rolon en disponigado de intermolekula ŝargotransigo kaj formado de striita elektronika strukturo.
Por pliigi tumoran amasiĝon kaj en vivo-biokongruecon, ni plue enkapsuligis RuDA kun F127.La meza hidrodinamika diametro de RuDA-NPs estis determinita esti 123.1 nm kun mallarĝa distribuo (PDI = 0.089) uzante la dinamikan lumdisvastiĝon (DLS) metodon (Figuro 5A), kiu antaŭenigis tumoran amasiĝon pliigante permeablon kaj retenon.EPR) efiko.La TEM-bildoj montris, ke Ore NPs havas unuforman sferan formon kun meza diametro de 86 nm.Precipe, la sorbada maksimumo de RuDA-NP-oj aperis je 800 nm (Suplementa Fig. 24), indikante, ke RuDA-NP-oj povas reteni la funkciojn kaj ecojn de mem-kunmetantaj RuDA-oj.La kalkulita ROS-kvantuma rendimento por NP-Erco estas 15.9%, kiu estas komparebla al Erco. La fototermaj trajtoj de RuDA NP-oj estis studitaj sub la ago de lasera radiado kun ondolongo de 808 nm uzante infraruĝan fotilon.Kiel montrite en fig.5B,C, la kontrolgrupo (PBS nur) spertis iomete plialtiĝon de temperaturo, dum la temperaturo de la RuDA-NPs-solvo pliiĝis rapide kun kreskanta temperaturo (ΔT) al 15.5, 26.1, kaj 43.0 °C.Altaj koncentriĝoj estis 25, 50, kaj 100 µM, respektive, kio indikas fortan fototermikan efikon de RuDA NPs.Krome, varmigaj/malvarmigaj ciklomezuradoj estis prenitaj por taksi la fototerman stabilecon de RuDA-NP kaj kompari kun ICG.La temperaturo de Ore NPs ne malpliiĝis post kvin hejtado/malvarmigo-cikloj (Fig. 5D), kio indikas la bonegan fototerman stabilecon de Ore NPs.En kontrasto, ICG elmontras pli malaltan fototermikan stabilecon vide de la ŝajna malapero de la fototermika temperaturaltebenaĵo sub la samaj kondiĉoj.Laŭ la antaŭa metodo58, la fototermika konverta efikeco (PCE) de RuDA-NP estis kalkulita kiel 24.2%, kio estas pli alta ol ekzistantaj fototermaj materialoj kiel oraj nanoŝeloj (21.0%) kaj oraj nanoŝeloj (13.0%)59.Tiel, NP Ore elmontras bonegajn fototermajn trajtojn, kio igas ilin esperigaj PTT-agentoj.
Analizo de DLS kaj TEM-bildoj de RuDA NPs (enmetita).B Termikaj bildoj de diversaj koncentriĝoj de RuDA NPs eksponitaj al lasera radiado ĉe ondolongo de 808 nm (0.5 W cm-2).C Fototermaj konvertaj kurboj de diversaj koncentriĝoj de erco-NPoj, kiuj estas kvantaj datenoj.B. D Temperaturpliiĝo de ORE NP kaj ICG pli ol 5 hejtado-malvarmigaj cikloj.
Fotocitotokseco de RuDA NPs kontraŭ MDA-MB-231 homaj mamkancero-ĉeloj estis taksita en vitro.Kiel montrite en fig.6A, B, RuDA-NPs kaj RuDA elmontris nekonsiderindan citotoksecon en foresto de surradiado, implicante pli malaltan malhelan toksecon de RuDA-NPs kaj RuDA.Tamen, post eksponiĝo al lasera radiado je ondolongo de 808 nm, RuDA kaj RuDA NPs montris fortan fotocitotoksecon kontraŭ MDA-MB-231-kancero-ĉeloj kun IC50-valoroj (duon-maksimuma inhibicia koncentriĝo) de 5.4 kaj 9.4 μM, respektive, pruvante. ke RuDA-NP kaj RuDA havas potencialon por kancerfototerapio.Krome, la fotocitotokseco de RuDA-NP kaj RuDA estis plue esplorita en la ĉeesto de vitamino C (Vc), ROS-kadavromanĝanto, por pliklarigi la rolon de ROS en lum-induktita citotokseco.Evidente, ĉela daŭrigebleco pliiĝis post la aldono de Vc, kaj la IC50-valoroj de RuDA kaj RuDA NPs estis 25.7 kaj 40.0 μM, respektive, kio pruvas la gravan rolon de ROS en la fotocitotokseco de RuDA kaj RuDA NPs.Lum-induktita citotokseco de RuDA-NPs kaj RuDA en MDA-MB-231 kanceraj ĉeloj per viva/morta ĉelmakulado uzante calcein AM (verda fluoreskeco por vivaj ĉeloj) kaj propidiojoduro (PI, ruĝa fluoreskeco por mortaj ĉeloj).konfirmite de ĉeloj) kiel fluoreskaj sondiloj.Kiel montrite en Figuro 6C, ĉeloj traktitaj kun RuDA-NP aŭ RuDA restis viveblaj sen surradiado, kiel pruvas intensa verda fluoreskeco.Male, sub lasera surradiado, nur ruĝa fluoreskeco estis observita, kiu konfirmas la efikan fotocitotoksecon de RuDA aŭ RuDA NPs.Estas rimarkinde, ke verda fluoreskeco aperis post aldono de Vc, kio indikas malobservon de la fotocitotokseco de RuDA kaj RuDA NPs.Tiuj rezultoj estas kongruaj kun en vitro fotocitotoksec-analizoj.
Doz-dependa daŭrigebleco de A RuDA- kaj B RuDA-NP-ĉeloj en MDA-MB-231-ĉeloj en la ĉeesto aŭ foresto de Vc (0.5 mM), respektive.Eraraj stangoj, meznombro ± norma devio (n = 3). Neparigitaj, duflankaj t-testoj *p < 0.05, **p < 0.01, kaj ***p < 0.001. Neparigitaj, duflankaj t-testoj *p < 0.05, **p < 0.01, kaj ***p < 0.001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001. Neparigitaj duvostaj t-testoj *p<0.05, **p<0.01, kaj ***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 и ***p <0,001. Neparigitaj duvostaj t-testoj *p<0.05, **p<0.01, kaj ***p<0.001.C Viva/morta ĉela makula analizo uzante calcein AM kaj propidiojoduron kiel fluoreskaj sondiloj.Skalstango: 30 µm.Reprezentaj bildoj de tri biologiaj ripetoj de ĉiu grupo estas montritaj.D Konfokusaj fluoreskecaj bildoj de ROS-produktado en MDA-MB-231-ĉeloj sub malsamaj kurackondiĉoj.Verda DCF-fluoresko indikas la ĉeeston de ROS.Surradiu per lasero kun ondolongo de 808 nm kun potenco de 0,5 W/cm2 dum 10 minutoj (300 J/cm2).Skalstango: 30 µm.Reprezentaj bildoj de tri biologiaj ripetoj de ĉiu grupo estas montritaj.E Fluocitometrio RuDA-NPs (50 µM) aŭ RuDA (50 µM) traktada analizo kun aŭ sen 808 nm lasero (0.5 W cm-2) en la ĉeesto kaj foresto de Vc (0.5 mM) dum 10 min.Reprezentaj bildoj de tri biologiaj ripetoj de ĉiu grupo estas montritaj.F Nrf-2, HSP70 kaj HO-1 de MDA-MB-231-ĉeloj traktitaj kun RuDA-NPs (50 µM) kun aŭ sen 808 nm lasera surradiado (0.5 W cm-2, 10 min, 300 J cm-2), ĉeloj esprimas 2).Reprezentaj bildoj de du biologiaj ripetoj de ĉiu grupo estas montritaj.
Intraĉela ROS-produktado en MDA-MB-231-ĉeloj estis ekzamenita per la 2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA) makula metodo.Kiel montrite en fig.6D, ĉeloj traktitaj kun RuDA-NPs aŭ RuDA elmontris klaran verdan fluoreskecon kiam surradiite per la 808 nm lasero, indikante ke RuDA-NPs kaj RuDA havas efikan kapablon generi ROS.Male, en foresto de lumo aŭ en ĉeesto de Vc, nur malforta fluoreska signalo de la ĉeloj estis observita, kio indikis malpezan formadon de ROS.Intraĉelaj ROS-niveloj en RuDA-NP-ĉeloj kaj RuDA-traktataj MDA-MB-231-ĉeloj estis plue determinitaj per fluocitometrio.Kiel montrite en Suplementa Figuro 25, la averaĝa fluoreskeca intenseco (MFI) generita de RuDA-NPs kaj RuDA sub 808 nm lasera surradiado estis signife pliigita je proksimume 5.1 kaj 4.8 fojojn, respektive, kompare kun la kontrolgrupo, konfirmante ilian bonegan formadon AFK.kapacito.Tamen, intraĉelaj ROS-niveloj en RuDA-NP aŭ MDA-MB-231-ĉeloj traktitaj kun RuDA estis nur kompareblaj al kontroloj sen lasera surradiado aŭ en la ĉeesto de Vc, similaj al la rezultoj de konfokusa fluoreskeca analizo.
Estis montrite ke mitokondrioj estas la ĉefa celo de Ru(II)-arenaj kompleksoj60.Tial, la subĉela lokalizo de RuDA kaj RuDA-NPs estis esplorita.Kiel montrite en Suplementa Figuro 26, RuDA kaj RuDA-NP montras similajn ĉelajn distribuajn profilojn kun la plej alta amasiĝo en mitokondrioj (62.5 ± 4.3 kaj 60.4 ± 3.6 ng/mg proteino, respektive).Tamen, nur malgranda kvanto de Ru estis trovita en la atomfrakcioj de Erco kaj NP Erco (3.5 kaj 2.1%, respektive).La restanta ĉelfrakcio enhavis restan rutenion: 31.7% (30.6 ± 3.4 ng/mg proteino) por RuDA kaj 42.9% (47.2 ± 4.5 ng/mg proteino) por RuDA-NPs.Ĝenerale, Erco kaj NP Erco estas plejparte akumulitaj en mitokondrioj.Por taksi mitokondrian misfunkcion, ni uzis JC-1 kaj MitoSOX Red-makuladon por taksi mitokondrian membran potencialon kaj superoksidan produktadkapaciton, respektive.Kiel montrite en Suplementa Fig. 27, intensa verda (JC-1) kaj ruĝa (MitoSOX Red) fluoreskeco estis observita en ĉeloj traktitaj kun kaj RuDA kaj RuDA-NPs sub 808 nm lasera surradiado, indikante ke kaj RuDA kaj RuDA-NPs tre fluoreskaj. Ĝi povas efike stimuli mitokondrian membranmalpolariĝon kaj superoksidan produktadon.Krome, la mekanismo de ĉelmorto estis determinita uzante fluocitometrian analizon de aneksin V-FITC/propidiojoduro (PI).Kiel montrite en Figuro 6E, kiam surradiitaj per 808 nm lasero, RuDA kaj RuDA-NP induktis signife pliigitan fruan apoptozoftecon (malsupra dekstra kvadranto) en MDA-MB-231-ĉeloj kompare kun PBS aŭ PBS plus lasero.prilaboritaj ĉeloj.Tamen, kiam Vc estis aldonita, la apoptozofteco de RuDA kaj RuDA-NP malpliiĝis signife de 50.9% kaj 52.0% al 15.8% kaj 17.8%, respektive, kio konfirmas la gravan rolon de ROS en la fotocitotokseco de RuDA kaj RuDA-NP..Krome, etaj nekrozaj ĉeloj estis observitaj en ĉiuj grupoj testitaj (supra maldekstra kvadranto), sugestante ke apoptozo povas esti la superrega formo de ĉelmorto induktita de RuDA kaj RuDA-NPs.
Ĉar oksidativa streĉa damaĝo estas grava determinanto de apoptozo, la nuklea faktoro asociita kun eritroido 2, faktoro 2 (Nrf2) 62, ŝlosila reguligisto de la antioksida sistemo, estis esplorita en RuDA-NPs-traktita MDA-MB-231.Mekanismo de ago de RuDA NPs induktita per surradiado.En la sama tempo, esprimo de la kontraŭflua proteino hemoksigenazo 1 (HO-1) ankaŭ estis detektita.Kiel montrite en Figuro 6F kaj Suplementa Figuro 29, RuDA-NP-mediata fototerapio pliigis Nrf2 kaj HO-1-esprimnivelojn kompare kun la PBS-grupo, indikante, ke RuDA-NPs povas stimuli oksidativan streĉajn signalajn vojojn.Krome, por studi la fototerman efikon de RuDA-NPs63, la esprimo de la varmoŝoka proteino Hsp70 ankaŭ estis taksita.Estas klare, ke ĉeloj traktitaj per RuDA-NPs + 808 nm lasera surradiado montris pliigitan esprimon de Hsp70 kompare kun la aliaj du grupoj, reflektante ĉelan respondon al hipertermio.
La rimarkindaj en vitro rezultoj instigis nin esplori la en vivo agado de RuDA-NP en nudaj musoj kun MDA-MB-231 tumoroj.La histodistribuo de RuDA NPs estis studita determinante la enhavon de rutenio en la hepato, koro, lieno, renoj, pulmoj, kaj tumoroj.Kiel montrite en fig.7A, la maksimuma enhavo de Ore NPs en normalaj organoj aperis ĉe la unua observa tempo (4 h), dum la maksimuma enhavo estis determinita en tumoraj histoj 8 horojn post injekto, eble pro Ore NPs.EPR-efiko de LF.Laŭ la distribuaj rezultoj, la optimuma daŭro de kuracado kun NP-erco estis prenita 8 horojn post administrado.Por ilustri la procezon de amasiĝo de RuDA-NPs en tumorejoj, la fotoakustikaj (PA) propraĵoj de RuDA-NPs estis monitoritaj registrante la PA-signalojn de RuDA-NPs en malsamaj tempoj post injekto.Unue, la PA-signalo de RuDA-NP en vivo estis taksita registrante PA-bildojn de tumorejo post intratumora injekto de RuDA-NP.Kiel montrite en Suplementa Figuro 30, RuDA-NPs montris fortan PA-signalon, kaj estis pozitiva korelacio inter RuDA-NP-koncentriĝo kaj PA signalintenso (Suplementa Figuro 30A).Tiam, en vivo PA-bildoj de tumorejoj estis registritaj post intravejna injekto de RuDA kaj RuDA-NP en malsamaj tempopunktoj post injekto.Kiel montrite en Figuro 7B, la PA signalo de RuDA-NPs de la tumorejo iom post iom pliiĝis kun la tempo kaj atingis altebenaĵon je 8 horoj post injekto, konsekvence kun histodistribuaj rezultoj determinitaj per ICP-MS-analizo.Koncerne al RuDA (Suplementa Fig. 30B), la maksimuma PA signala intenseco aperis 4 horojn post injekto, indikante rapidan rapidecon de eniro de RuDA en la tumoron.Krome, la sekrecia konduto de RuDA kaj RuDA-NPs estis esplorita determinante la kvanton de rutenio en urino kaj feko uzante ICP-MS.La ĉefa vojo de elimino por RuDA (Suplementa Fig. 31) kaj RuDA-NPs (Fig. 7C) estas per la feko, kaj efika forigo de RuDA kaj RuDA-NPs estis observita dum la 8-taga studperiodo, kio signifas, ke RuDA. kaj RuDA-NPs povas efike eliminitaj de la korpo sen longperspektiva tokseco.
A. Eksviva distribuo de RuDA-NP en mushistoj estis determinita per la Ru-enhavo (procento de administrita dozo de Ru (ID) per gramo da histo) en malsamaj tempoj post injekto.Datumoj estas meznombro ± norma devio (n = 3). Neparigitaj, duflankaj t-testoj *p < 0.05, **p < 0.01, kaj ***p < 0.001. Neparigitaj, duflankaj t-testoj *p < 0.05, **p < 0.01, kaj ***p < 0.001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001. Neparigitaj duvostaj t-testoj *p<0.05, **p<0.01, kaj ***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 и ***p <0,001. Neparigitaj duvostaj t-testoj *p<0.05, **p<0.01, kaj ***p<0.001.B PA-bildoj de envivaj tumorejoj ĉe 808 nm ekscito post intravejna dono de RuDA-NPs (10 µmol kg-1) ĉe malsamaj tempopunktoj.Post intravejna administrado de RuDA NPs (10 µmol kg-1), C Ru estis sekreciita de musoj kun urino kaj feko je malsamaj tempintervaloj.Datumoj estas meznombro ± norma devio (n = 3).
La hejtadkapablo de RuDA-NP en vivo estis studita en nudaj musoj kun MDA-MB-231 kaj RuDA tumoroj por komparo.Kiel montrite en fig.8A kaj suplementa Fig. 32, la grupo de kontrolo (salina) montris malpli da temperaturŝanĝo (ΔT ≈ 3 °C) post 10 minutoj de kontinua ekspozicio.Tamen, la temperaturo de RuDA-NPs kaj RuDA pliiĝis rapide kun maksimumtemperaturoj de 55.2 kaj 49.9 °C, respektive, disponigante sufiĉan hipertermion por en viva kancerterapio.La observita pliiĝo de alta temperaturo por RuDA NPs (ΔT ≈ 24 °C) kompare kun RuDA (ΔT ≈ 19 °C) povas ŝuldiĝi al ĝia pli bona permeablo kaj amasiĝo en tumoraj histoj pro la EPR-efiko.
Infraruĝaj termikaj bildoj de musoj kun MDA-MB-231 tumoroj surradiitaj per 808 nm lasero en malsamaj tempoj 8 horojn post injekto.Reprezentaj bildoj de kvar biologiaj ripetoj de ĉiu grupo estas montritaj.B Relativa tumorvolumeno kaj C Meza tumormaso de malsamaj grupoj de musoj dum terapio.D Kurboj de korpopezoj de malsamaj grupoj de musoj.Surradiu per lasero kun ondolongo de 808 nm kun potenco de 0,5 W/cm2 dum 10 minutoj (300 J/cm2).Eraraj stangoj, meznombro ± norma devio (n = 3). Neparigitaj, duflankaj t-testoj *p < 0.05, **p < 0.01, kaj ***p < 0.001. Neparigitaj, duflankaj t-testoj *p < 0.05, **p < 0.01, kaj ***p < 0.001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001. Neparigitaj duvostaj t-testoj *p<0.05, **p<0.01, kaj ***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 и ***p <0,001. Neparigitaj duvostaj t-testoj *p<0.05, **p<0.01, kaj ***p<0.001. E H&E-makulado de bildoj de gravaj organoj kaj tumoroj de malsamaj traktadogrupoj, inkluzive de Salina, Salina + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, kaj RuDA-NPs + Laser-grupoj. E H&E-makulado de bildoj de gravaj organoj kaj tumoroj de malsamaj traktadogrupoj, inkluzive de Salina, Salina + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, kaj RuDA-NPs + Laser-grupoj. 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-makulado de bildoj de gravaj organoj kaj tumoroj de malsamaj traktadogrupoj, inkluzive de saloza, sala + lasero, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs, kaj RuDA-NPs + Laser-grupoj.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+ 来自不图像，包括盐水、盐水+ 来自不图像，包括盐水、盐水+ 来自不囐水+ 来自不和DA〉怿 Ru DA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-makulado de gravaj organoj kaj tumoroj de diversaj terapiogrupoj inkluzive de saloza, saloza + lasero, RuDA, RuDA + lasero, RuDA-NPs, kaj RuDA-NPs + lasero.Skalstango: 60 µm.
La efiko de fototerapio en vivo kun RuDA kaj RuDA NPs estis taksita en kiu nudaj musoj kun MDA-MB-231 tumoroj estis intravejne injektitaj per RuDA aŭ RuDA NPs ĉe ununura dozo de 10.0 µmol kg-1 per la vostovejno, kaj tiam 8. horojn post injekto.lasera surradiado kun ondolongo de 808 nm.Kiel montrite en Figuro 8B, tumorvolumoj estis signife pliigitaj en la sala kaj lasergrupoj, indikante ke sala aŭ lasera 808 surradiado havis nur malmulte da efiko al tumorkresko.Kiel en la sala grupo, rapida tumorkresko ankaŭ estis observita en musoj traktitaj kun RuDA-NPs aŭ RuDA en la foresto de lasera surradiado, montrante ilian malaltan malhelan toksecon.En kontrasto, post lasera surradiado, ambaŭ RuDA-NP kaj RuDA-traktado induktis signifan tumorregreson kun tumoraj volumoreduktoj de 95.2% kaj 84.3%, respektive, kompare al la sala traktita grupo, indikante bonegan sinergian PDT., mediaciita per la RuDA/CHTV-efiko.– NP aŭ Erco. Kompare kun RuDA, RuDA NP-oj montris pli bonan fototerapian efikon, kiu estis ĉefe pro la EPR-efiko de RuDA-NP-oj.Rezultoj pri inhibicio de la kresko de tumoroj estis plie taksitaj per tumora pezo forigita en la tago 15 de kuracado (Fig. 8C kaj Suplementa Fig. 33).La averaĝa tumora maso en musoj traktitaj kun RuDA-NP kaj musoj traktitaj kun RuDA estis 0,08 kaj 0,27 g, respektive, kio estis multe pli malpeza ol en la kontrolgrupo (1,43 g).
Krome, la korpopezo de musoj estis registrita ĉiujn tri tagojn por studi la malhelan toksecon de RuDA-NPs aŭ RuDA en vivo.Kiel montrite en Figuro 8D, neniuj signifaj diferencoj en korpa pezo estis observitaj por ĉiuj traktaj grupoj. Krome, la hematoksilino kaj eozino (H&E) makulado de la ĉefaj organoj (koro, hepato, lieno, pulmo kaj reno) de malsamaj terapiogrupoj estis entreprenita. Krome, la hematoksilino kaj eozino (H&E) makulado de la ĉefaj organoj (koro, hepato, lieno, pulmo kaj reno) de malsamaj terapiogrupoj estis farita. Кроме того, было проведено окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, селезенки, легких и почек) из разных групп лечения. Krome, hematoksilino kaj eozino (H&E) makulado de ĉefaj organoj (koro, hepato, lieno, pulmoj kaj renoj) de malsamaj terapiogrupoj estis farita.此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）进要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）进行芏）进行苲官梉进行苲官 (LI) Кроме того, проводили окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, селезенки, легких и почек) в различных группах лечения. Krome, hematoksilino kaj eozino (H&E) makulado de ĉefaj organoj (koro, hepato, lieno, pulmo kaj reno) estis farita en malsamaj terapiogrupoj.Kiel montrite en Fig.8E, la H&E-makulaj bildoj de kvin gravaj organoj de la RuDA-NPs kaj RuDA-grupoj montras neniujn evidentajn anomaliojn aŭ organdamaĝojn. 8E, la H&E-makulaj bildoj de kvin gravaj organoj de la RuDA-NPs kaj RuDA-grupoj montras neniujn evidentajn anomaliojn aŭ organdamaĝojn.Kiel montrite en fig.8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs и RuDA не демонстрируют ол групп. 8E, H&E-makulaj bildoj de kvin ĉefaj organoj de la RuDA-NPs kaj RuDA-grupoj montras neniujn evidentajn organajn anomaliojn aŭ lezojn.如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E 染色图像没有显示出显示出显示傘显示出显示出渻要器官的H&E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, ззо subape Kiel montrite en Figuro 8E, H&E-makulaj bildoj de la kvin ĉefaj organoj de la RuDA-NPs kaj RuDA-grupoj montris neniujn evidentajn anomaliojn aŭ organajn damaĝojn.Tiuj rezultoj montris ke nek RuDA-NP nek RuDA montris signojn de tokseco en vivo. Plie, H&E-makulaj bildoj de tumoroj montris, ke kaj la RuDA + Laser kaj RuDA-NPs + Laser-grupoj povus kaŭzi severan kancerĉelan detruon, montrante la bonegan en vivo fototerapian efikecon de RuDA kaj RuDA-NPs. Plie, H&E-makulaj bildoj de tumoroj montris, ke kaj la RuDA + Laser kaj RuDA-NPs + Laser-grupoj povus kaŭzi severan kancerĉelan detruon, montrante la bonegan en vivo fototerapian efikecon de RuDA kaj RuDA-NPs.Krome, hematoksilin-eozino makulitaj tumorbildoj montris, ke ambaŭ RuDA+Laser kaj RuDA-NPs+Laser-grupoj povas indukti severan detruon de kanceraj ĉeloj, montrante la superan fototerapian efikecon de RuDA kaj RuDA-NPs en vivo.此外 ， 肿瘤 的 H & e 染色 图像 显示 ， Ruda + Lasero 和 Ruda-NPS + Lasero 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。此外 ， 肿瘤 的 & e 染色 显示 ， ruda + lasero 和 ruda-nps + lasero 组均 导致 的 癌 细胞 破坏 ， 证明 了 ruda 和 ruda-nps 的 的 体内 光疗 。。。。。。。。。。。。。 。。。Krome, hematoksilino kaj eozino makulitaj tumorbildoj montris ke ambaŭ RuDA+Laser kaj RuDA-NPs+Laser-grupoj rezultigis severan detruon de kanceraj ĉeloj, montrante superan fototerapian efikecon de RuDA kaj RuDA-NPs en vivo.
En konkludo, la organometala komplekso de Ru (II)-areno (RuDA) kun DA-specaj Perantoj estis dizajnita por faciligi la ISC-procezon uzante la agregmetodon.Sintezita RuDA povas mem-kunveni tra ne-kovalentaj interagoj por formi RuDA-derivitajn supramolekulajn sistemojn, tiel faciligante 1O2-formacion kaj efikan fototermikan konvertiĝon por lum-induktita kancerterapio.Estas rimarkinde, ke monomera RuDA ne generis 1O2 sub lasera surradiado je 808 nm, sed povis generi grandan kvanton de 1O2 en la agregita stato, montrante la raciecon kaj efikecon de nia dezajno.Postaj studoj montris ke la supramolekula asembleo dotas RuDA per plibonigitaj fotofizikaj kaj fotokemiaj trajtoj, kiel ruĝenŝoviĝsorbado kaj fotoblankiga rezisto, kiuj estas tre dezirindaj por PDT kaj PTT-pretigo.Kaj en vitro kaj en vivo eksperimentoj montris ke RuDA NPs kun bona biokongrueco kaj bona amasiĝo en la tumoro elmontras bonegan lum-induktitan kontraŭkancera agadon sur lasera surradiado ĉe ondolongo de 808 nm.Tiel, RuDA NPs kiel efikaj bimodaj supramolekulaj PDT/PTW-reakciiloj riĉigos la aron de fotosensibiligiloj aktivigitaj ĉe ondolongoj super 800 nm.La koncipa dezajno de la supramolekula sistemo disponigas efikan itineron por NIR-aktivigitaj fotosensibiligiloj kun bonegaj fotosensibiligaj efikoj.
Ĉiuj kemiaĵoj kaj solviloj estis akiritaj de komercaj provizantoj kaj uzataj sen plia purigo.RuCl3 estis aĉetita de Boren Precious Metals Co., Ltd. (Kunming, Ĉinio).[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-fenantrolino-5,6-diono) kaj 4,7-bis[4-(N,N-difenilamino)fenil]-5 ,6-Diamino-2,1,3-benzotiadiazolo estis sintezita laŭ antaŭaj studoj64,65.NMR-spektroj estis registritaj sur Bruker Avance III-HD 600 MHz-spektrometro en Southeastern University Analytical Test Center uzante d6-DMSO aŭ CDCl3 kiel solvilon.Kemiaj movoj δ estas donitaj en ppm.rilate al tetrametilsilano, kaj la interagaj konstantoj J estas donitaj en absolutaj valoroj en herco.Alta rezolucia mas-spektrometrio (HRMS) estis farita sur Agilent 6224 ESI/TOF MS-instrumento.Elementa analizo de C, H kaj N estis farita sur elementa analizilo Vario MICROCHNOS (Elementa).UV-videblaj spektroj estis mezuritaj sur Shimadzu UV3600 spektrofotometro.Fluoreskaj spektroj estis registritaj sur Shimadzu RF-6000-spektrofluorimetro.EPR-spektroj estis registritaj sur Bruker EMXmicro-6/1-instrumento.La morfologio kaj strukturo de la pretaj specimenoj estis studitaj sur FEI Tecnai G20 (TEM) kaj Bruker Icon (AFM) instrumentoj funkciigantaj ĉe tensio de 200 kV.Dinamika lumdisvastigo (DLS) estis farita sur Nanobrook Omni-analizilo (Brookhaven).Fotoelektrokemiaj trajtoj estis mezuritaj sur elektrokemia aranĝo (CHI-660, Ĉinio).Fotoakustikaj bildoj estis akiritaj per la FUJIFILM VisualSonics Vevo® LAZR-sistemo.Konfokusaj bildoj estis akiritaj per Olympus FV3000-konfokusa mikroskopo.FACS-analizo estis farita per fluocitometro BD Calibur.Eksperimentoj de likva kromatografio de alta rendimento (HPLC) estis faritaj sur Waters Alliance e2695-sistemo uzanta 2489 UV/Vis-detektilon.Gel Permeation Chromatography (GPC) testoj estis registritaj sur Thermo ULTIMATE 3000-instrumento uzante ERC RefratoMax520-refrakcian indeks-detektilon.
[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-fenantrolino-5,6-diono)64 (481,0 mg, 1,0 mmol), 4,7-bis[4 -(N, N-difenilamino)fenil]-5,6-diamino-2,1,3-benzotiadiazole 65 (652,0 mg, 1,0 mmol) kaj glacia aceta acido (30 mL) estis movitaj ĉe reflua fridujo dum 12 horoj.La solvilo tiam estis forigita en vakuo uzante rotaciantan vaporigilon.La rezulta restaĵo estis purigita per fulmkolumna kromatografio (silika ĝelo, CH2Cl2:MeOH=20:1) por akiri RuDA kiel verda pulvoro (rendimento: 877,5 mg, 80%).anuso.Kalkulite por C64H48Cl2N8RuS: C 67.84, H 4.27, N 9.89.Trovita: C 67,92, H 4,26, N 9,82.1H NMR (600 MHz, d6-DMSO) δ 10.04 (s, 2H), 8.98 (s, 2H), 8.15 (s, 2H), 7.79 (s, 4H), 7.44 (s, 8H), 7.21 (d, J = 31.2 Hz, 16H), 6.47 (s, 2H), 6.24 (s, 2H), 2.69 (s, 1H), 2 .25 (s, 3H), 0.99 (s, 6H).13C NMR (150 MHz, D6-DMSO), δ (ppm) 158.03, 152.81, 149.31, 147.98, 147.16, 139.98, 136.21, 135.57, 134.68, 130.34, 130.02, 128.68, 128.01, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 1234, 12.8, 12, 12. , 103. , 86.52, 84.75, 63.29, 30.90, 22.29, 18.83.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 1097,25.
Sintezo de 4,7-bis[4-(N,N-dietilamino)fenil-5,6-diamino-2,1,3-benzotiadiazole (L2): L2 estis sintezita en du paŝoj.Pd(PPh3)4 (46 mg, 0,040 mmol) estis aldonita al N,N-dietil-4-(tributilstannil)anilino (1,05 g, 2,4 mmol) kaj 4,7-dibromo-5,6-dinitro solvo - 2, 1,3-benzotiadiazolo (0,38 g, 1,0 mmol) en seka tolueno (100 ml).La miksaĵo estis movita je 100 °C dum 24 horoj.Post forigo de la tolueno en vakuo, la rezulta solido estis lavita kun nafta etero.Tiam miksaĵo de ĉi tiu kunmetaĵo (234,0 mg, 0,45 mmol) kaj fera pulvoro (0,30 g, 5,4 mmol) en acetacido (20 ml) estis kirlita je 80° C dum 4 horoj.La reakcia miksaĵo estis verŝita en akvon kaj la rezulta bruna solido estis kolektita per filtrado.La produkto estis purigita dufoje per vakua sublimado por doni verdan solidon (126.2 mg, 57% rendimento).anuso.Kalkulite por C26H32N6S: C 67,79, H 7,00, N 18,24.Trovita: C 67,84, H 6,95, H 18,16.1H NMR (600 MHz, CDCl3), δ (ppm) 7.42 (d, 4H), 6.84 (d, 4H), 4.09 (s, 4H), 3.42 (d, 8H), 1.22 (s, 12H).13С NMR (150 MHz, CDCl3), δ (ppm) 151.77, 147.39, 138.07, 131.20, 121.09, 113.84, 111.90, 44.34, 12.77.ESI-MS: m/z [M+H]+ = 461,24.
Kunmetaĵoj estis preparitaj kaj purigitaj sekvante procedurojn similajn al RuDA.anuso.Kalkulite por C48H48Cl2N8RuS: C 61.27, H 5.14, N 11.91.Trovita: 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, 148.82, 148.14, 138.59, 136.79, 135.75, 134.71, 130.44, 128.87, 128.35, 121.70, 111.84, 110.7, 118.4, 114.4., 38.06, 31.22, 29.69, 22.29, 19.19, 14.98, 12.93.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 905,24.
RuDA estis solvita en MeOH/H2O (5/95, v/v) je koncentriĝo de 10 μM.La sorbada spektro de RuDA estis mezurita ĉiujn 5 minutojn sur Shimadzu UV-3600 spektrofotometro sub surradiado kun lasera lumo kun ondolongo de 808 nm (0.5 W/cm2).La ICG-spektroj estis registritaj sub la samaj kondiĉoj kiel la normo.
La EPR-spektroj estis registritaj sur Bruker EMXmicro-6/1-spektrometro kun mikroondpotenco de 20 mW, skana intervalo de 100 G, kaj kampa modulado de 1 G. 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidono (TEMP) kaj 5,5-dimetil-1-pirolina N-oksido (DMPO) estis utiligitaj kiel spinkaptiloj.Elektronaj spinaj resonancspektroj estis registritaj por miksitaj solvoj de RuDA (50 µM) kaj TEMF (20 mM) aŭ DMPO (20 mM) sub la ago de lasera radiado kun ondolongo de 808 nm (0.5 W/cm2).
DFT kaj TD-DFT-kalkuloj por RuDA estis aranĝitaj ĉe PBE1PBE/6-31 G*//LanL2DZ-niveloj en akva solvaĵo uzante la Gaŭsan programon 1666,67,68.La HOMO-LUMO, truo- kaj elektrondistribuoj de la malalt-energia singeto ekscitita ŝtato RuDA estis intrigitaj uzante la GaussView-programon (versio 5.0).
Ni unue provis mezuri la generan efikecon de 1O2 RuDA uzante konvencian UV-videblan spektroskopion kun ICG (ΦΔ = 0.002) kiel normo, sed la fotodegradado de ICG forte influis la rezultojn.Tiel, la kvantuma rendimento de 1O2 RuDA estis mezurita detektante ŝanĝon en la intenseco de ABDA-fluoresko ĉe proksimume 428 Nm kiam surradiite per lasero kun ondolongo de 808 Nm (0.5 W/cm2).Eksperimentoj estis faritaj sur RuDA kaj RuDA NPs (20 μM) en akvo/DMF (98/2, v/v) enhavanta ABDA (50 μM).La kvantuma rendimento de 1O2 estis kalkulita per la sekva formulo: ΦΔ (PS) = ΦΔ (ICG) × (rFS/APS)/(rICG/AICG).rPS kaj rICG estas la reagrapidecoj de ABDA kun 1O2 akirita de la fotosensibilizador kaj ICG, respektive.APS kaj AICG estas la absorbado de la fotosensibilizador kaj ICG ĉe 808 nm, respektive.
AFM-mezuradoj estis faritaj en likvaj kondiĉoj uzante la skanan reĝimon sur Bruker Dimension Icon AFM-sistemo.Uzante malferman strukturon kun likvaj ĉeloj, la ĉeloj estis lavitaj dufoje kun etanolo kaj sekigitaj per fluo de nitrogeno.Enmetu la sekigitajn ĉelojn en la optikan kapon de la mikroskopo.Tuj metu guton de la specimeno en la naĝejon de likvaĵo kaj metu ĝin sur la kantilevron per sterila unu-uza plasta injektilo kaj sterila kudrilo.Alia guto estas metita rekte sur la provaĵon, kaj kiam la optika kapo estas malaltigita, la du gutoj kunfandiĝas, formante meniskon inter la provaĵo kaj la likva rezervujo.AFM-mezuradoj estis faritaj per SCANASYST-FLUID V-forma nitruda kantilevro (Bruker, malmoleco k = 0.7 N m-1, f0 = 120-180 kHz).
HPLC-kromatogramoj estis akiritaj sur Waters e2695-sistemo provizita per fenikso C18-kolumno (250×4.6 mm, 5 µm) uzante 2489 UV/Vis-detektilon.La ondolongo de la detektilo estas 650 nm.Poŝtelefonaj fazoj A kaj B estis akvo kaj metanolo, respektive, kaj la movebla faza flukvanto estis 1.0 ml·min-1.La gradiento (solvento B) estis kiel sekvas: 100% de 0 ĝis 4 minutoj, 100% ĝis 50% de 5 ĝis 30 minutoj, kaj rekomencigita al 100% de 31 ĝis 40 minutoj.Erco estis solvita en miksita solvaĵo de metanolo kaj akvo (50/50, laŭ volumeno) ĉe koncentriĝo de 50 μM.La injekta volumo estis 20 μl.
GPC-analizoj estis registritaj sur Thermo ULTIMATE 3000-instrumento ekipita per du PL-aquagel-OH MIXED-H-kolumnoj (2 × 300 × 7.5 mm, 8 µm) kaj ERC RefratoMax520-refrakta indekso-detektilo.La GPC-kolumno estis eluita per akvo kun flukvanto de 1 ml/min je 30 °C.Erco NPs estis solvita en PBS-solvo (pH = 7.4, 50 μM), injekta volumo estis 20 μL.
Fotofluoj estis mezuritaj sur elektrokemia aranĝo (CHI-660B, Ĉinio).La optoelektronikaj respondoj kiam la lasero estis ŝaltita kaj malŝaltita (808 nm, 0.5 W/cm2) estis mezuritaj ĉe tensio de 0.5 V en nigra skatolo, respektive.Norma tri-elektroda ĉelo estis utiligita kun L-forma vitreca karbonelektrodo (GCE) kiel laborelektrodo, norma kalomelelektrodo (SCE) kiel referenca elektrodo, kaj platena disko kiel kontraŭelektrodo.0.1 M Na2SO4-solvo estis uzata kiel elektrolito.
La ĉellinio de homa mama kancero MDA-MB-231 estis aĉetita de KeyGEN Biotec Co., LTD (Nanjing, Ĉinio, katalogo nombro: KG033).Ĉeloj estis kreskigitaj en monotavoloj en Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM, alta glukozo) kompletigita kun solvo de 10% feta bova serumo (FBS), penicilino (100 μg/ml) kaj streptomicino (100 μg/ml).Ĉiuj ĉeloj estis kultivitaj je 37 °C en humida atmosfero enhavanta 5% CO2.
La MTT-analizo estis uzita por determini la citotoksecon de RuDA kaj RuDA-NPs en la ĉeesto kaj foresto de malpeza surradiado, kun aŭ sen Vc (0.5 mM).MDA-MB-231-kancero-ĉeloj estis kreskigitaj en 96-putetaj platoj ĉe ĉeldenseco de proksimume 1 x 105 ĉeloj/ml/puto kaj kovitaj dum 12 horoj je 37.0 °C en atmosfero de 5% CO2 kaj 95% aero.RuDA kaj RuDA NPs solvita en akvo estis aldonitaj al la ĉeloj.Post 12 horoj da kovado, la ĉeloj estis eksponitaj al 0,5 W cm -2 lasera radiado je ondolongo de 808 nm dum 10 minutoj (300 J cm -2) kaj poste kovitaj en la mallumo dum 24 horoj.La ĉeloj tiam estis kovataj kun MTT (5 mg/ml) dum pliaj 5 horoj.Fine, ŝanĝu la medion al DMSO (200 µl) por solvi la rezultajn purpurajn formazan-kristalojn.OD-valoroj estis mezuritaj per mikroplata leganto kun ondolongo de 570/630 nm.La IC50-valoro por ĉiu specimeno estis kalkulita per la SPSS-programaro de dozo-respondaj kurboj akiritaj de almenaŭ tri sendependaj eksperimentoj.
MDA-MB-231-ĉeloj estis traktitaj kun RuDA kaj RuDA-NP ĉe koncentriĝo de 50 μM.Post 12 horoj da kovado, la ĉeloj estis surradiitaj per lasero kun ondolongo de 808 nm kaj potenco de 0,5 W/cm2 dum 10 min (300 J/cm2).En la vitamino C (Vc) grupo, ĉeloj estis traktitaj kun 0.5 mM Vc antaŭ lasera surradiado.Ĉeloj tiam estis kovataj en la mallumo dum pliaj 24 horoj, tiam makulitaj per kalceino AM kaj propidiojoduro (20 μg/ml, 5 μl) dum 30 minutoj, poste lavitaj per PBS (10 μl, pH 7.4).bildoj de makulitaj ĉeloj.
Afiŝtempo: Sep-23-2022
