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Effektive Photosensibilisatoren sind besonders wichtig für die breite klinische Anwendung der Phototherapie.Herkömmliche Photosensibilisatoren leiden jedoch im Allgemeinen unter kurzwelliger Absorption, unzureichender Photostabilität, geringer Quantenausbeute an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und aggregationsinduziertem Quenchen von ROS.Hier berichten wir über einen supramolekularen Photosensibilisator (RuDA) im nahen Infrarot (NIR), der durch Selbstorganisation von metallorganischen Ru(II)-Aren-Komplexen in wässriger Lösung vermittelt wird.RuDA kann nur im aggregierten Zustand Singulett-Sauerstoff (1O2) erzeugen, und es zeigt ein offensichtliches aggregationsinduziertes 1O2-Erzeugungsverhalten aufgrund einer signifikanten Zunahme des Crossover-Prozesses zwischen dem Singulett-Triplett-System.Unter Einwirkung von 808-nm-Laserlicht zeigt RuDA eine 1O2-Quantenausbeute von 16,4 % (FDA-zugelassenes Indocyaningrün: ΦΔ=0,2 %) und eine hohe photothermische Umwandlungseffizienz von 24,2 % (kommerzielle Gold-Nanostäbchen) mit ausgezeichneter Photostabilität.: 21,0 %, Gold-Nanoschalen: 13,0 %).Darüber hinaus können RuDA-NPs mit guter Biokompatibilität bevorzugt an Tumorstellen akkumulieren, was zu einer signifikanten Tumorregression während der photodynamischen Therapie mit einer 95,2%igen Verringerung des Tumorvolumens in vivo führt.Diese aggregationsfördernde photodynamische Therapie bietet eine Strategie zur Entwicklung von Photosensibilisatoren mit günstigen photophysikalischen und photochemischen Eigenschaften.
Im Vergleich zur konventionellen Therapie ist die photodynamische Therapie (PDT) eine attraktive Behandlung für Krebs aufgrund ihrer signifikanten Vorteile wie genaue räumlich-zeitliche Kontrolle, Nicht-Invasivität, vernachlässigbare Arzneimittelresistenz und Minimierung von Nebenwirkungen 1,2,3.Unter Lichteinstrahlung können die verwendeten Photosensibilisatoren aktiviert werden, um hochreaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu bilden, was zu Apoptose/Nekrose oder Immunantworten führt4,5. Die meisten herkömmlichen Photosensibilisatoren wie Chlorine, Porphyrine und Anthrachinone haben jedoch eine relativ kurzwellige Absorption (Frequenz < 680 nm), was aufgrund der intensiven Absorption biologischer Moleküle (z. B. Hämoglobin und Melanin) zu einer schlechten Lichtdurchlässigkeit führt der sichtbare Bereich6,7. Die meisten herkömmlichen Photosensibilisatoren wie Chlorine, Porphyrine und Anthrachinone haben jedoch eine relativ kurzwellige Absorption (Frequenz < 680 nm), was aufgrund der intensiven Absorption biologischer Moleküle (z. B. Hämoglobin und Melanin) zu einer schlechten Lichtdurchlässigkeit führt der sichtbare Bereich6,7. 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. Die meisten gebräuchlichen Photosensibilisatoren wie Chlorine, Porphyrine und Anthrachinone haben jedoch eine relativ kurzwellige Absorption (< 680 nm), was aufgrund der intensiven Absorption biologischer Moleküle (z. B. Hämoglobin und Melanin) in den sichtbaren Bereich zu einer schlechten Lichtdurchlässigkeit führt6,7."导致光穿透性差。"吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 HI导致光穿透性差。 Однако большинство традиционных фотосенсибилизаторов, таких как хлорины, порфирины и антрахиноны, имеют относительно коротковолновое поглощение (частота < 680 нм) из-за сильного поглощения биомолекул, таких как гемоглобин и меланин, что приводит к плохому проникновению света. Die meisten herkömmlichen Photosensibilisatoren wie Chlorine, Porphyrine und Anthrachinone haben jedoch eine relativ kurzwellige Absorption (Frequenz < 680 nm) aufgrund der starken Absorption von Biomolekülen wie Hämoglobin und Melanin, was zu einer schlechten Lichtdurchlässigkeit führt.Sichtbereich 6.7.Daher sind im nahen Infrarot (NIR) absorbierende Photosensibilisatoren, die im „therapeutischen Fenster“ von 700–900 nm aktiviert werden, gut für die Phototherapie geeignet.Da nahes Infrarotlicht von biologischen Geweben am wenigsten absorbiert wird, kann es zu einem tieferen Eindringen und weniger Lichtschäden führen8,9.
Leider haben vorhandene NIR-absorbierende Photosensibilisatoren im Allgemeinen eine schlechte Photostabilität, eine geringe Kapazität zur Erzeugung von Singulett-Sauerstoff (1O2) und eine durch Aggregation induzierte 1O2-Löschung, was ihre klinische Anwendung einschränkt10,11.Obwohl große Anstrengungen unternommen wurden, um die photophysikalischen und photochemischen Eigenschaften herkömmlicher Photosensibilisatoren zu verbessern, wurde bisher in mehreren Berichten berichtet, dass NIR-absorbierende Photosensibilisatoren all diese Probleme lösen können.Darüber hinaus erwiesen sich mehrere Photosensibilisatoren als vielversprechend für die effiziente Erzeugung von 1O212,13,14 bei Bestrahlung mit Licht über 800 nm, da die Photonenenergie im nahen IR-Bereich schnell abnimmt.Triphenylamin (TFA) als Elektronendonor und [1,2,5]Thiadiazol-[3,4-i]dipyrido[a,c]phenazin (TDP) als Elektronenakzeptorgruppe Farbstoffe vom Donor-Akzeptor (DA)-Typ sind eine Klasse von Farbstoffen, die Nahinfrarot absorbieren, die aufgrund ihrer schmalen Bandlücke ausführlich für Nahinfrarot-Bioimaging II und photothermische Therapie (PTT) untersucht wurden.Somit können Farbstoffe vom DA-Typ für PDT mit Nah-IR-Anregung verwendet werden, obwohl sie selten als Photosensibilisatoren für PDT untersucht wurden.
Es ist bekannt, dass die hohe Effizienz des Intersystem Crossing (ISC) von Photosensibilisatoren die Bildung von 1O2 fördert.Eine gängige Strategie zur Förderung des ISC-Prozesses besteht darin, die Spin-Bahn-Kopplung (SOC) von Photosensibilisatoren durch die Einführung schwerer Atome oder spezieller organischer Einheiten zu verbessern.Dieser Ansatz hat jedoch noch einige Nachteile und Einschränkungen19,20.Vor kurzem hat die supramolekulare Selbstorganisation einen intelligenten Bottom-up-Ansatz für die Herstellung funktioneller Materialien auf molekularer Ebene bereitgestellt,21,22 mit zahlreichen Vorteilen in der Phototherapie: (1) Selbstorganisierte Photosensibilisatoren können das Potenzial haben, Bandstrukturen zu bilden.Ähnlich wie elektronische Strukturen mit einer dichteren Verteilung der Energieniveaus aufgrund überlappender Umlaufbahnen zwischen Bausteinen.Daher wird die Energieübereinstimmung zwischen dem niedrigeren angeregten Singulettzustand (S1) und dem benachbarten angeregten Triplettzustand (Tn) verbessert, was für den ISC-Prozess 23, 24 vorteilhaft ist.(2) Die supramolekulare Anordnung reduziert die nichtstrahlende Relaxation basierend auf dem intramolekularen Bewegungsbegrenzungsmechanismus (RIM), der auch den ISC-Prozess fördert 25, 26 .(3) Die supramolekulare Anordnung kann die inneren Moleküle des Monomers vor Oxidation und Abbau schützen, wodurch die Photostabilität des Photosensibilisators stark verbessert wird.Angesichts der oben genannten Vorteile glauben wir, dass supramolekulare Photosensibilisatorsysteme eine vielversprechende Alternative sein können, um die Mängel der PDT zu überwinden.
Ru(II)-basierte Komplexe sind aufgrund ihrer einzigartigen und attraktiven biologischen Eigenschaften eine vielversprechende medizinische Plattform für potenzielle Anwendungen in der Diagnose und Therapie von Krankheiten28,29,30,31,32,33,34.Darüber hinaus bieten die Fülle an angeregten Zuständen und die einstellbaren photophysikochemischen Eigenschaften von Ru(II)-basierten Komplexen große Vorteile für die Entwicklung von Ru(II)-basierten Photosensibilisatoren35,36,37,38,39,40.Ein bemerkenswertes Beispiel ist der Ruthenium(II)-Polypyridyl-Komplex TLD-1433, der sich derzeit in klinischen Phase-II-Studien als Photosensibilisator zur Behandlung von nicht-muskelinvasivem Blasenkrebs (NMIBC)41 befindet.Darüber hinaus werden metallorganische Ruthenium(II)aren-Komplexe aufgrund ihrer geringen Toxizität und einfachen Modifizierung häufig als Chemotherapeutika zur Krebsbehandlung eingesetzt42,43,44,45.Die ionischen Eigenschaften von metallorganischen Ru(II)-Aren-Komplexen können nicht nur die schlechte Löslichkeit von DA-Chromophoren in üblichen Lösungsmitteln verbessern, sondern auch die Anordnung von DA-Chromophoren verbessern.Darüber hinaus kann die pseudooktaedrische Halbsandwichstruktur der metallorganischen Komplexe von Ru(II)-Arenen die H-Aggregation von DA-Typ-Chromophoren sterisch verhindern, wodurch die Bildung einer J-Aggregation mit rotverschobenen Absorptionsbanden erleichtert wird.Jedoch können inhärente Nachteile von Ru(II)-Aren-Komplexen, wie z. B. geringe Stabilität und/oder schlechte Bioverfügbarkeit, die therapeutische Wirksamkeit und In-vivo-Aktivität von Aren-Ru(II)-Komplexen beeinträchtigen.Studien haben jedoch gezeigt, dass diese Nachteile durch Einkapseln von Rutheniumkomplexen mit biokompatiblen Polymeren durch physikalische Einkapselung oder kovalente Konjugation überwunden werden können.
In dieser Arbeit berichten wir über DA-konjugierte Komplexe von Ru(II)-Aren (RuDA) mit einem NIR-Trigger über eine Koordinationsbindung zwischen dem DAD-Chromophor und der Ru(II)-Aren-Einheit.Die resultierenden Komplexe können sich in Wasser aufgrund nichtkovalenter Wechselwirkungen selbst zu metalosupramolekularen Vesikeln anordnen.Bemerkenswerterweise stattete die supramolekulare Anordnung RuDA mit polymerisationsinduzierten Intersystem-Crossing-Over-Eigenschaften aus, was die ISC-Effizienz signifikant erhöhte, was für PDT sehr günstig war (Abb. 1A).Um die Tumorakkumulation und die In-vivo-Biokompatibilität zu erhöhen, wurde das von der FDA zugelassene Pluronic F127 (PEO-PPO-PEO) zur Einkapselung von RuDA47,48,49 verwendet, um RuDA-NP-Nanopartikel zu erzeugen (Abbildung 1B), die als hocheffiziente PDT/Dual- Modus PTT-Proxy .In der Krebs-Phototherapie (Abbildung 1C) wurde RuDA-NP zur Behandlung von Nacktmäusen mit MDA-MB-231-Tumoren verwendet, um die Wirksamkeit von PDT und PTT in vivo zu untersuchen.
Schematische Darstellung des photophysikalischen Mechanismus von RuDA in monomerer und aggregierter Form für die Krebs-Phototherapie, Synthese von B-RuDA-NPs und C-RuDA-NPs für NIR-aktivierte PDT und PTT.
RuDA, bestehend aus TPA- und TDP-Funktionalität, wurde gemäß dem in der ergänzenden Abbildung 1 (Abbildung 2A) gezeigten Verfahren hergestellt, und RuDA wurde durch 1H- und 13C-NMR-Spektren, Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie und Elementaranalyse charakterisiert (ergänzende Abbildungen 2-4 ).Die RuDA-Elektronendichte-Differenzkarte des niedrigsten Singulett-Übergangs wurde durch zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie (TD-DFT) berechnet, um den Ladungstransferprozess zu untersuchen.Wie in der ergänzenden Abbildung 5 gezeigt, driftet die Elektronendichte nach der Photoanregung hauptsächlich von Triphenylamin zur TDP-Akzeptoreinheit, was einem typischen Übergang durch intramolekularen Ladungstransfer (CT) zugeschrieben werden kann.
Chemische Struktur von Erz. B Absorptionsspektren von Erz in Mischungen verschiedener Verhältnisse von DMF und Wasser.C Normalisierte Absorptionswerte von RuDA (800 nm) und ICG (779 nm) gegen die Zeit bei 0,5 W cm-2 von 808 nm Laserlicht.D Der Photoabbau von ABDA wird durch RuDA-induzierte Bildung von 1O2 in DMF/H2O-Mischungen mit unterschiedlichen Wassergehalten unter Einwirkung von Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von 808 nm und einer Leistung von 0,5 W/cm2 angezeigt.
Zusammenfassung – UV-Vis-Absorptionsspektroskopie wurde verwendet, um die Selbstorganisationseigenschaften von Erz in Mischungen aus DMF und Wasser in verschiedenen Verhältnissen zu untersuchen.Wie in Abb.Wie in 2B gezeigt, zeigt RuDA Absorptionsbanden von 600 bis 900 nm in DMF mit einer maximalen Absorptionsbande bei 729 nm.Eine Erhöhung der Wassermenge führte zu einer allmählichen Rotverschiebung des Ore-Absorptionsmaximums auf 800 nm, was auf eine J-Aggregation von Ore im zusammengesetzten System hinweist.Die Photolumineszenzspektren von RuDA in verschiedenen Lösungsmitteln sind in der ergänzenden Abbildung 6 gezeigt. RuDA scheint eine typische NIR-II-Lumineszenz mit einer maximalen Emissionswellenlänge von ca.1050 nm in CH2Cl2 bzw. CH3OH.Die große Stokes-Verschiebung (etwa 300 nm) von RuDA weist auf eine signifikante Änderung der Geometrie des angeregten Zustands und die Bildung von angeregten Zuständen mit niedriger Energie hin.Die Lumineszenzquantenausbeuten von Erz in CH2Cl2 und CH3OH wurden mit 3,3 bzw. 0,6 % bestimmt.In einer Mischung aus Methanol und Wasser (5/95, v/v) wurden jedoch eine leichte Rotverschiebung der Emission und eine Abnahme der Quantenausbeute (0,22 %) beobachtet, was möglicherweise auf die Selbstorganisation von Erz zurückzuführen ist .
Um die Selbstorganisation von ORE zu visualisieren, verwendeten wir flüssige Rasterkraftmikroskopie (AFM), um die morphologischen Veränderungen in ORE in Methanollösung nach Zugabe von Wasser zu visualisieren.Wenn der Wassergehalt unter 80 % lag, wurde keine klare Aggregation beobachtet (ergänzende Abb. 7).Bei einer weiteren Erhöhung des Wassergehalts auf 90–95 % traten jedoch kleine Nanopartikel auf, die auf die Selbstorganisation von Erz hindeuteten. Außerdem beeinflusste die Laserbestrahlung mit einer Wellenlänge von 808 nm die Absorptionsintensität von RuDA in Wasser nicht Lösung (Abb. 2C und ergänzende Abb. 8).Im Gegensatz dazu fiel die Extinktion von Indocyaningrün (ICG als Kontrolle) bei 779 nm schnell ab, was auf eine hervorragende Photostabilität von RuDA hinweist.Darüber hinaus wurde die Stabilität von RuDA-NPs in PBS (pH = 5,4, 7,4 und 9,0), 10 % FBS und DMEM (hohe Glucose) durch UV-Vis-Absorptionsspektroskopie zu verschiedenen Zeitpunkten untersucht.Wie in der ergänzenden Abbildung 9 gezeigt, wurden leichte Änderungen der RuDA-NP-Absorptionsbanden in PBS bei pH 7,4/9,0, FBS und DMEM beobachtet, was auf eine hervorragende Stabilität von RuDA-NP hinweist.In einem sauren Medium (рН = 5,4) wurde jedoch eine Hydrolyse von Erz gefunden.Wir haben auch die Stabilität von RuDA und RuDA-NP unter Verwendung von Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie(HPLC)-Methoden weiter bewertet.Wie in der ergänzenden Abbildung 10 gezeigt, war RuDA in einer Mischung aus Methanol und Wasser (50/50, v/v) für die erste Stunde stabil, und nach 4 Stunden wurde eine Hydrolyse beobachtet.Für RuDA-NPs wurde jedoch nur ein breiter konkav-konvexer Peak beobachtet.Daher wurde Gelpermeationschromatographie (GPC) verwendet, um die Stabilität von RuDA-NPs in PBS (pH = 7,4) zu bewerten.Wie in der ergänzenden Abbildung 11 gezeigt, änderten sich nach 8-stündiger Inkubation unter den getesteten Bedingungen die Peakhöhe, die Peakbreite und die Peakfläche von NP RuDA nicht wesentlich, was auf eine hervorragende Stabilität von NP RuDA hinweist.Darüber hinaus zeigten TEM-Bilder, dass die Morphologie der RuDA-NP-Nanopartikel nach 24 Stunden in verdünntem PBS-Puffer (pH = 7,4, ergänzende Abb. 12) praktisch unverändert blieb.
Da die Selbstorganisation dem Erz unterschiedliche funktionelle und chemische Eigenschaften verleihen kann, beobachteten wir die Freisetzung von 9,10-Anthracendiylbis(methylen)dimalonsäure (ABDA, Indikator 1O2) in Methanol-Wasser-Mischungen.Erz mit unterschiedlichem Wassergehalt50.Wie in Abbildung 2D und der ergänzenden Abbildung 13 gezeigt, wurde kein Abbau von ABDA beobachtet, wenn der Wassergehalt unter 20 % lag.Bei einem Anstieg der Feuchtigkeit auf 40 % trat ABDA-Abbau auf, was durch eine Abnahme der Intensität der ABDA-Fluoreszenz belegt wurde.Es wurde auch beobachtet, dass ein höherer Wassergehalt zu einem schnelleren Abbau führt, was darauf hindeutet, dass die Selbstorganisation von RuDA für den Abbau von ABDA notwendig und vorteilhaft ist.Dieses Phänomen unterscheidet sich stark von modernen ACQ-Chromophoren (aggregationsinduziertes Quenchen).Bei Bestrahlung mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 808 nm beträgt die Quantenausbeute von 1O2 RuDA in einer Mischung aus 98 % H2O/2 % DMF 16,4 % und ist damit 82-mal höher als die von ICG (ΦΔ = 0,2 %)51, demonstriert eine bemerkenswerte Erzeugungseffizienz 1O2 RuDA im Aggregatzustand.
Elektronenspins unter Verwendung von 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidinon (TEMP) und 5,5-Dimethyl-1-pyrrolin-N-oxid (DMPO) als Spinfallen Resonanzspektroskopie (ESR) wurde verwendet, um die resultierenden Spezies zu identifizieren AFK.von RuDA.Wie in der ergänzenden Abbildung 14 gezeigt, wurde bestätigt, dass 1O2 bei Bestrahlungszeiten zwischen 0 und 4 Minuten erzeugt wird.Zusätzlich wurde, wenn RuDA mit DMPO unter Bestrahlung inkubiert wurde, ein typisches vierzeiliges EPR-Signal von 1:2:2:1 DMPO-OH·-Addukt detektiert, was die Bildung von Hydroxylradikalen (OH·) anzeigt.Insgesamt zeigen die obigen Ergebnisse die Fähigkeit von RuDA, die ROS-Produktion durch einen dualen Typ-I/II-Photosensibilisierungsprozess zu stimulieren.
Um die elektronischen Eigenschaften von RuDA in monomerer und aggregierter Form besser zu verstehen, wurden die molekularen Grenzorbitale von RuDA in monomerer und dimerer Form unter Verwendung der DFT-Methode berechnet.Wie in Abb.In 3A ist das höchste besetzte Molekülorbital (HOMO) von monomerem RuDA entlang des Ligandrückgrats delokalisiert und das niedrigste unbesetzte Molekülorbital (LUMO) ist auf der TDP-Akzeptoreinheit zentriert.Im Gegensatz dazu ist die Elektronendichte im dimeren HOMO auf den Liganden eines RuDA-Moleküls konzentriert, während die Elektronendichte im LUMO hauptsächlich auf die Akzeptoreinheit eines anderen RuDA-Moleküls konzentriert ist, was darauf hinweist, dass sich RuDA im Dimer befindet.Merkmale der CT.
A Das HOMO und LUMO von Ore werden in monomerer und dimerer Form berechnet.B Singulett- und Triplett-Energieniveaus von Ore in Monomeren und Dimeren.C Geschätzte Konzentrationen von RuDA und möglichen ISC-Kanälen als monomeres C und dimeres D. Pfeile zeigen mögliche ISC-Kanäle an.
Die Verteilung von Elektronen und Löchern in den niederenergetischen angeregten Singulettzuständen von RuDA in den monomeren und dimeren Formen wurde mit der Software Multiwfn 3.852.53 analysiert, die mit der TD-DFT-Methode berechnet wurden.Wie auf dem Zusatzetikett angegeben.Wie in den Abbildungen 1-2 gezeigt, sind monomere RDA-Löcher in diesen angeregten Singulett-Zuständen hauptsächlich entlang des Ligandenrückgrats delokalisiert, während sich Elektronen hauptsächlich in der TDP-Gruppe befinden, was die intramolekularen Eigenschaften von CT demonstriert.Zusätzlich gibt es für diese angeregten Singulett-Zustände mehr oder weniger Überlappung zwischen Löchern und Elektronen, was darauf hindeutet, dass diese angeregten Singulett-Zustände einen gewissen Beitrag von der lokalen Anregung (LE) leisten.Für Dimere wurde zusätzlich zu den intramolekularen CT- und LE-Merkmalen ein bestimmter Anteil intermolekularer CT-Merkmale in den jeweiligen Zuständen beobachtet, insbesondere S3, S4, S7 und S8, basierend auf der intermolekularen CT-Analyse, wobei die intermolekularen CT-Übergänge die wichtigsten waren (Ergänzungstabelle).3).
Um die experimentellen Ergebnisse besser zu verstehen, haben wir die Eigenschaften der angeregten RuDA-Zustände weiter untersucht, um die Unterschiede zwischen Monomeren und Dimeren zu untersuchen (Ergänzungstabellen 4–5).Wie in Abbildung 3B gezeigt, sind die Energieniveaus der angeregten Singulett- und Triplettzustände des Dimers viel dichter als die des Monomers, was dazu beiträgt, die Energielücke zwischen S1 und Tn zu verringern. Es wurde berichtet, dass die ISC-Übergänge innerhalb einer kleinen Energielücke (ΔES1-Tn < 0,3 eV) zwischen S1 und Tn54 realisiert werden konnten. Es wurde berichtet, dass die ISC-Übergänge innerhalb einer kleinen Energielücke (ΔES1-Tn < 0,3 eV) zwischen S1 und Tn54 realisiert werden konnten. Сообщалось, что переходы ISC могут быть реализованы в пределах небольшой энергетической щели (ΔES1-Tn <0,3 эВ) 5 Tn <0,3 эВ) Es wurde berichtet, dass ISC-Übergänge innerhalb einer kleinen Energielücke (ΔES1-Tn <0,3 eV) zwischen S1 und Tn54 realisiert werden können.ISC 跃迁可以在S1 和Tn54 之间的小能隙（ΔES1-Tn < 0,3 eV）内实现。ISC 跃迁可以在S1 和Tn54 之间的小能隙（ΔES1-Tn < 0,3 eV）内实现。 Сообщалось, что переход ISC может быть реализован в пределах небольшой энергетической щели (ΔES1-Tn < 0,3 эВу) ДES1-Tn < 0,3 эВу) Es wurde berichtet, dass der ISC-Übergang innerhalb einer kleinen Energielücke (ΔES1-Tn < 0,3 eV) zwischen S1 und Tn54 realisiert werden kann.Außerdem muss sich nur ein Orbital, besetzt oder unbesetzt, in gebundenen Singulett- und Triplettzuständen unterscheiden, um ein SOC-Integral ungleich Null bereitzustellen.Basierend auf der Analyse der Anregungsenergie und des Orbitalübergangs sind somit alle möglichen Kanäle des ISC-Übergangs in den Fig. 6 und 7 gezeigt.3C,D.Bemerkenswerterweise ist im Monomer nur ein ISC-Kanal verfügbar, während die dimere Form vier ISC-Kanäle aufweist, die den ISC-Übergang verstärken können.Daher ist es vernünftig anzunehmen, dass die ISC-Kanäle umso zugänglicher sind, je mehr RuDA-Moleküle aggregiert sind.Daher können RuDA-Aggregate elektronische Zweibandstrukturen im Singulett- und Triplettzustand bilden, wodurch die Energielücke zwischen S1 und verfügbarem Tn verringert wird, wodurch die Effizienz von ISC erhöht wird, um die 1O2-Erzeugung zu erleichtern.
Um den zugrunde liegenden Mechanismus weiter aufzuklären, synthetisierten wir eine Referenzverbindung des Aren-Ru(II)-Komplexes (RuET), indem wir zwei Ethylgruppen durch zwei Triphenylamin-Phenylgruppen in RuDA ersetzten (Abb. 4A, für eine vollständige Charakterisierung siehe ESI, Ergänzung 15). -21) Vom Donor (Diethylamin) zum Akzeptor (TDF) hat RuET die gleichen intramolekularen CT-Eigenschaften wie RuDA.Wie erwartet zeigte das Absorptionsspektrum von RuET in DMF eine Ladungsübertragungsbande niedriger Energie mit starker Absorption im nahen Infrarotbereich im Bereich von 600–1100 nm (Abb. 4B).Darüber hinaus wurde auch eine RuET-Aggregation mit zunehmendem Wassergehalt beobachtet, was sich in der Rotverschiebung des Absorptionsmaximums widerspiegelte, was durch Flüssigkeits-AFM-Bildgebung weiter bestätigt wurde (ergänzende Abb. 22).Die Ergebnisse zeigen, dass RuET wie RuDA intramolekulare Zustände bilden und sich selbst zu aggregierten Strukturen zusammenfügen kann.
Chemische Struktur von RuET.B Absorptionsspektren von RuET in Mischungen verschiedener Verhältnisse von DMF und Wasser.Diagramme C EIS Nyquist für RuDA und RuET.Photostromantworten D von RuDA und RuET unter Einwirkung von Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von 808 nm.
Der Photoabbau von ABDA in Gegenwart von RuET wurde durch Bestrahlung mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 808 nm bewertet.Überraschenderweise wurde in verschiedenen Wasserfraktionen kein Abbau von ABDA beobachtet (ergänzende Abb. 23).Ein möglicher Grund ist, dass RuET nicht effizient eine gebänderte elektronische Struktur bilden kann, da die Ethylkette keinen effizienten intermolekularen Ladungstransfer fördert.Daher wurden elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) und transiente Photostrommessungen durchgeführt, um die photoelektrochemischen Eigenschaften von RuDA und RuET zu vergleichen.Gemäß dem Nyquist-Plot (Abbildung 4C) zeigt RuDA einen viel kleineren Radius als RuET, was bedeutet, dass RuDA56 einen schnelleren intermolekularen Elektronentransport und eine bessere Leitfähigkeit aufweist.Darüber hinaus ist die Photostromdichte von RuDA viel höher als die von RuET (Abb. 4D), was die bessere Ladungsübertragungseffizienz von RuDA57 bestätigt.Somit spielt die Phenylgruppe von Triphenylamin in Ore eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung eines intermolekularen Ladungstransfers und der Bildung einer gebänderten elektronischen Struktur.
Um die Tumorakkumulation und die In-vivo-Biokompatibilität zu erhöhen, kapselten wir außerdem RuDA mit F127 ein.Der durchschnittliche hydrodynamische Durchmesser von RuDA-NPs wurde auf 123,1 nm mit einer engen Verteilung (PDI = 0,089) unter Verwendung der Methode der dynamischen Lichtstreuung (DLS) bestimmt (Abbildung 5A), die die Tumorakkumulation durch zunehmende Permeabilität und Retention förderte.EPR)-Effekt.Die TEM-Bilder zeigten, dass Ore NPs eine gleichmäßige Kugelform mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 86 nm haben.Bemerkenswerterweise erschien das Absorptionsmaximum von RuDA-NPs bei 800 nm (ergänzende Abb. 24), was darauf hinweist, dass RuDA-NPs möglicherweise die Funktionen und Eigenschaften von selbstorganisierenden RuDAs beibehalten.Die berechnete ROS-Quantenausbeute für NP-Erz beträgt 15,9 %, was vergleichbar mit Erz ist. Die photothermischen Eigenschaften von RuDA-NPs wurden unter Einwirkung von Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von 808 nm mit einer Infrarotkamera untersucht.Wie in Abb.5B,C erfuhr die Kontrollgruppe (nur PBS) einen leichten Temperaturanstieg, während die Temperatur der RuDA-NPs-Lösung mit zunehmender Temperatur (ΔT) schnell auf 15,5, 26,1 und 43,0 °C anstieg.Hohe Konzentrationen waren 25, 50 bzw. 100 µM, was auf eine starke photothermische Wirkung von RuDA-NPs hinweist.Zusätzlich wurden Heiz-/Kühlzyklusmessungen durchgeführt, um die photothermische Stabilität von RuDA-NP zu bewerten und mit ICG zu vergleichen.Die Temperatur der Erz-NPs nahm nach fünf Heiz-/Kühlzyklen nicht ab (Abb. 5D), was auf die hervorragende photothermische Stabilität der Erz-NPs hinweist.Im Gegensatz dazu weist ICG eine geringere photothermische Stabilität auf, wie aus dem offensichtlichen Verschwinden des photothermischen Temperaturplateaus unter den gleichen Bedingungen ersichtlich ist.Gemäß der vorherigen Methode58 wurde die photothermische Umwandlungseffizienz (PCE) von RuDA-NP mit 24,2 % berechnet, was höher ist als bei bestehenden photothermischen Materialien wie Gold-Nanostäbchen (21,0 %) und Gold-Nanoschalen (13,0 %)59.Somit weisen NP-Erze hervorragende photothermische Eigenschaften auf, was sie zu vielversprechenden PTT-Wirkstoffen macht.
Analyse von DLS- und TEM-Bildern von RuDA-NPs (Einschub).B Wärmebilder verschiedener Konzentrationen von RuDA-NPs, die einer Laserstrahlung bei einer Wellenlänge von 808 nm (0,5 W cm-2) ausgesetzt wurden.C Photothermische Umwandlungskurven verschiedener Konzentrationen von Erz-NPs, bei denen es sich um quantitative Daten handelt.B. D Temperaturanstieg von ORE NP und ICG über 5 Heiz-Kühlzyklen.
Die Photozytotoxizität von RuDA-NPs gegen menschliche MDA-MB-231-Brustkrebszellen wurde in vitro bewertet.Wie in Abb.6A, B, RuDA-NPs und RuDA zeigten in Abwesenheit von Bestrahlung eine vernachlässigbare Zytotoxizität, was eine geringere Dunkeltoxizität von RuDA-NPs und RuDA impliziert.Nach Exposition gegenüber Laserstrahlung bei einer Wellenlänge von 808 nm zeigten RuDA und RuDA-NPs jedoch eine starke Photozytotoxizität gegen MDA-MB-231-Krebszellen mit IC50-Werten (halbmaximale Hemmkonzentration) von 5,4 bzw. 9,4 μM, was demonstriert dass RuDA-NP und RuDA Potenzial für die Krebs-Phototherapie haben.Darüber hinaus wurde die Photozytotoxizität von RuDA-NP und RuDA in Gegenwart von Vitamin C (Vc), einem ROS-Fänger, weiter untersucht, um die Rolle von ROS bei der lichtinduzierten Zytotoxizität aufzuklären.Offensichtlich erhöhte sich die Zelllebensfähigkeit nach der Zugabe von Vc, und die IC50-Werte von RuDA und RuDA-NPs betrugen 25,7 bzw. 40,0 μM, was die wichtige Rolle von ROS bei der Photozytotoxizität von RuDA und RuDA-NPs beweist.Lichtinduzierte Zytotoxizität von RuDA-NPs und RuDA in MDA-MB-231-Krebszellen durch Färbung lebender/toter Zellen mit Calcein AM (grüne Fluoreszenz für lebende Zellen) und Propidiumiodid (PI, rote Fluoreszenz für tote Zellen).bestätigt durch Zellen) als fluoreszierende Sonden.Wie in Abbildung 6C gezeigt, blieben mit RuDA-NP oder RuDA behandelte Zellen ohne Bestrahlung lebensfähig, wie durch intensive grüne Fluoreszenz belegt.Im Gegensatz dazu wurde unter Laserbestrahlung nur rote Fluoreszenz beobachtet, was die effektive Photozytotoxizität von RuDA oder RuDA-NPs bestätigt.Es ist bemerkenswert, dass nach Zugabe von Vc eine grüne Fluoreszenz auftrat, was auf eine Verletzung der Photozytotoxizität von RuDA und RuDA-NPs hinweist.Diese Ergebnisse stimmen mit In-vitro-Photozytotoxizitätsassays überein.
Dosisabhängige Lebensfähigkeit von A-RuDA- und B-RuDA-NP-Zellen in MDA-MB-231-Zellen in Gegenwart bzw. Abwesenheit von Vc (0,5 mM).Fehlerbalken, Mittelwert ± Standardabweichung (n = 3). Ungepaarte, zweiseitige t-Tests *p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Ungepaarte, zweiseitige t-Tests *p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-Kriterien *p <0,05, **p <0,01 und ***p <0,001. Ungepaarte zweiseitige t-Tests *p<0,05, **p<0,01 und ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 und ***p <0,001. Ungepaarte zweiseitige t-Tests *p<0,05, **p<0,01 und ***p<0,001.C Färbeanalyse lebender/toter Zellen unter Verwendung von Calcein AM und Propidiumiodid als Fluoreszenzsonden.Maßstabsbalken: 30 µm.Repräsentative Bilder von drei biologischen Wiederholungen aus jeder Gruppe werden gezeigt.D Konfokale Fluoreszenzbilder der ROS-Produktion in MDA-MB-231-Zellen unter verschiedenen Behandlungsbedingungen.Grüne DCF-Fluoreszenz zeigt das Vorhandensein von ROS an.Bestrahlen Sie mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 808 nm mit einer Leistung von 0,5 W/cm2 für 10 Minuten (300 J/cm2).Maßstabsbalken: 30 µm.Repräsentative Bilder von drei biologischen Wiederholungen aus jeder Gruppe werden gezeigt.E Durchflusszytometrie RuDA-NPs (50 µM) oder RuDA (50 µM) Behandlungsanalyse mit oder ohne 808-nm-Laser (0,5 W cm-2) in Gegenwart und Abwesenheit von Vc (0,5 mM) für 10 min.Repräsentative Bilder von drei biologischen Wiederholungen aus jeder Gruppe werden gezeigt.F Nrf-2, HSP70 und HO-1 von MDA-MB-231-Zellen behandelt mit RuDA-NPs (50 µM) mit oder ohne 808 nm Laserbestrahlung (0,5 W cm-2, 10 min, 300 J cm-2) , Zellen exprimieren 2).Repräsentative Bilder von zwei biologischen Wiederholungen aus jeder Gruppe werden gezeigt.
Die intrazelluläre ROS-Produktion in MDA-MB-231-Zellen wurde unter Verwendung des Färbeverfahrens mit 2,7-Dichlordihydrofluoresceindiacetat (DCFH-DA) untersucht.Wie in Abb.6D zeigten mit RuDA-NPs oder RuDA behandelte Zellen eine deutliche grüne Fluoreszenz, wenn sie mit dem 808-nm-Laser bestrahlt wurden, was darauf hinweist, dass RuDA-NPs und RuDA eine effiziente Fähigkeit zur Erzeugung von ROS haben.Im Gegensatz dazu wurde in Abwesenheit von Licht oder in Gegenwart von Vc nur ein schwaches Fluoreszenzsignal der Zellen beobachtet, was auf eine geringe Bildung von ROS hinwies.Intrazelluläre ROS-Spiegel in RuDA-NP-Zellen und RuDA-behandelten MDA-MB-231-Zellen wurden ferner durch Durchflusszytometrie bestimmt.Wie in der ergänzenden Abbildung 25 gezeigt, war die mittlere Fluoreszenzintensität (MFI), die von RuDA-NPs und RuDA unter 808-nm-Laserbestrahlung erzeugt wurde, im Vergleich zur Kontrollgruppe um etwa das 5,1- bzw. 4,8-fache erhöht, was ihre hervorragende AFK-Bildung bestätigt.Kapazität.Die intrazellulären ROS-Spiegel in mit RuDA behandelten RuDA-NP- oder MDA-MB-231-Zellen waren jedoch nur vergleichbar mit Kontrollen ohne Laserbestrahlung oder in Gegenwart von Vc, ähnlich den Ergebnissen der konfokalen Fluoreszenzanalyse.
Es wurde gezeigt, dass Mitochondrien das Hauptziel von Ru(II)-Aren-Komplexen sind60.Daher wurde die subzelluläre Lokalisation von RuDA und RuDA-NPs untersucht.Wie in der ergänzenden Abbildung 26 gezeigt, zeigen RuDA und RuDA-NP ähnliche zelluläre Verteilungsprofile mit der höchsten Akkumulation in Mitochondrien (62,5 ± 4,3 bzw. 60,4 ± 3,6 ng/mg Protein).In den Kernfraktionen von Erz und NP-Erz wurde jedoch nur eine geringe Menge Ru gefunden (3,5 bzw. 2,1 %).Die verbleibende Zellfraktion enthielt restliches Ruthenium: 31,7 % (30,6 ± 3,4 ng/mg Protein) für RuDA und 42,9 % (47,2 ± 4,5 ng/mg Protein) für RuDA-NPs.Im Allgemeinen werden Erz und NP-Erz hauptsächlich in Mitochondrien angesammelt.Um die mitochondriale Dysfunktion zu beurteilen, verwendeten wir die JC-1- und MitoSOX-Red-Färbung, um das mitochondriale Membranpotential bzw. die Superoxid-Produktionskapazität zu beurteilen.Wie in der ergänzenden Abb. 27 gezeigt, wurde eine intensive grüne (JC-1) und rote (MitoSOX Red) Fluoreszenz in Zellen beobachtet, die sowohl mit RuDA als auch mit RuDA-NPs unter 808-nm-Laserbestrahlung behandelt wurden, was darauf hinweist, dass sowohl RuDA als auch RuDA-NPs stark fluoreszieren Es kann effektiv die Depolarisation der mitochondrialen Membran und die Superoxidproduktion induzieren.Zusätzlich wurde der Mechanismus des Zelltods unter Verwendung einer auf Durchflusszytometrie basierenden Analyse von Annexin V-FITC/Propidiumiodid (PI) bestimmt.Wie in Abbildung 6E gezeigt, induzierten RuDA und RuDA-NP bei Bestrahlung mit einem 808-nm-Laser eine signifikant erhöhte frühe Apoptoserate (unterer rechter Quadrant) in MDA-MB-231-Zellen im Vergleich zu PBS oder PBS plus Laser.verarbeitete Zellen.Wenn jedoch Vc hinzugefügt wurde, nahm die Apoptoserate von RuDA und RuDA-NP signifikant von 50,9 % und 52,0 % auf 15,8 % bzw. 17,8 % ab, was die wichtige Rolle von ROS bei der Photozytotoxizität von RuDA und RuDA-NP bestätigt..Darüber hinaus wurden in allen getesteten Gruppen leichte nekrotische Zellen beobachtet (oberer linker Quadrant), was darauf hindeutet, dass Apoptose die vorherrschende Form des durch RuDA und RuDA-NPs induzierten Zelltods sein könnte.
Da Schäden durch oxidativen Stress eine Hauptdeterminante der Apoptose sind, wurde der mit Erythroid 2 assoziierte Kernfaktor Faktor 2 (Nrf2) 62, ein Schlüsselregulator des Antioxidanssystems, in mit RuDA-NPs behandeltem MDA-MB-231 untersucht.Wirkungsmechanismus von durch Bestrahlung induzierten RuDA-NPs.Gleichzeitig wurde auch die Expression des nachgeschalteten Proteins Hämoxygenase 1 (HO-1) nachgewiesen.Wie in Abbildung 6F und der ergänzenden Abbildung 29 gezeigt, erhöhte die RuDA-NP-vermittelte Phototherapie die Nrf2- und HO-1-Expressionsniveaus im Vergleich zur PBS-Gruppe, was darauf hinweist, dass RuDA-NPs die Signalwege für oxidativen Stress stimulieren können.Darüber hinaus wurde zur Untersuchung der photothermischen Wirkung von RuDA-NPs63 auch die Expression des Hitzeschockproteins Hsp70 evaluiert.Es ist klar, dass Zellen, die mit RuDA-NPs + 808-nm-Laserbestrahlung behandelt wurden, im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen eine erhöhte Expression von Hsp70 zeigten, was eine zelluläre Reaktion auf Hyperthermie widerspiegelt.
Die bemerkenswerten In-vitro-Ergebnisse veranlassten uns, die In-vivo-Leistung von RuDA-NP in Nacktmäusen mit MDA-MB-231-Tumoren zu untersuchen.Die Gewebeverteilung von RuDA-NPs wurde untersucht, indem der Gehalt an Ruthenium in Leber, Herz, Milz, Nieren, Lunge und Tumoren bestimmt wurde.Wie in Abb.In 7A erschien der maximale Gehalt an Erz-NPs in normalen Organen zum ersten Beobachtungszeitpunkt (4 h), während der maximale Gehalt in Tumorgeweben 8 Stunden nach der Injektion bestimmt wurde, möglicherweise aufgrund von Erz-NPs.EPR-Effekt von LF.Gemäß den Verteilungsergebnissen wurde die optimale Behandlungsdauer mit NP-Erz 8 Stunden nach der Verabreichung angenommen.Um den Prozess der Akkumulation von RuDA-NPs an Tumorstellen zu veranschaulichen, wurden die photoakustischen (PA) Eigenschaften von RuDA-NPs überwacht, indem die PA-Signale von RuDA-NPs zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Injektion aufgezeichnet wurden.Zuerst wurde das PA-Signal von RuDA-NP in vivo bewertet, indem PA-Bilder einer Tumorstelle nach intratumoraler Injektion von RuDA-NP aufgenommen wurden.Wie in der ergänzenden Abbildung 30 gezeigt, zeigten RuDA-NPs ein starkes PA-Signal, und es gab eine positive Korrelation zwischen der RuDA-NP-Konzentration und der PA-Signalintensität (ergänzende Abbildung 30A).Dann wurden in vivo PA-Bilder von Tumorstellen nach intravenöser Injektion von RuDA und RuDA-NP zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Injektion aufgenommen.Wie in Abbildung 7B gezeigt, stieg das PA-Signal von RuDA-NPs von der Tumorstelle allmählich mit der Zeit an und erreichte 8 Stunden nach der Injektion ein Plateau, was mit den durch ICP-MS-Analyse bestimmten Gewebeverteilungsergebnissen übereinstimmt.In Bezug auf RuDA (ergänzende 30B ) erschien die maximale PA-Signalintensität 4 Stunden nach der Injektion, was auf eine schnelle Eintrittsrate von RuDA in den Tumor hinweist.Zusätzlich wurde das Ausscheidungsverhalten von RuDA und RuDA-NPs untersucht, indem die Rutheniummenge in Urin und Kot mittels ICP-MS bestimmt wurde.Der Hauptausscheidungsweg für RuDA (ergänzende Abb. 31) und RuDA-NPs (Abb. 7C) verläuft über die Fäzes, und während des 8-tägigen Studienzeitraums wurde eine effektive Clearance von RuDA und RuDA-NPs beobachtet, was bedeutet, dass RuDA und RuDA-NPs können ohne Langzeittoxizität effizient aus dem Körper eliminiert werden.
A. Die Ex-vivo-Verteilung von RuDA-NP in Mausgeweben wurde durch den Ru-Gehalt (Prozentsatz der verabreichten Dosis von Ru (ID) pro Gramm Gewebe) zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Injektion bestimmt.Die Daten sind Mittelwerte ± Standardabweichung (n = 3). Ungepaarte, zweiseitige t-Tests *p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Ungepaarte, zweiseitige t-Tests *p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-Kriterien *p <0,05, **p <0,01 und ***p <0,001. Ungepaarte zweiseitige t-Tests *p<0,05, **p<0,01 und ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 und ***p <0,001. Ungepaarte zweiseitige t-Tests *p<0,05, **p<0,01 und ***p<0,001.B PA-Bilder von In-vivo-Tumorstellen bei 808 nm Anregung nach intravenöser Verabreichung von RuDA-NPs (10 µmol kg-1) zu verschiedenen Zeitpunkten.Nach intravenöser Verabreichung von RuDA-NPs (10 µmol kg-1) wurde C Ru in unterschiedlichen Zeitintervallen mit Urin und Kot von Mäusen ausgeschieden.Die Daten sind Mittelwerte ± Standardabweichung (n = 3).
Zum Vergleich wurde die Heizkapazität von RuDA-NP in vivo an Nacktmäusen mit MDA-MB-231- und RuDA-Tumoren untersucht.Wie in Abb.In 8A und ergänzender 32 zeigte die Kontrollgruppe (Kochsalzlösung) nach 10 Minuten kontinuierlicher Exposition eine geringere Temperaturänderung (ΔT ≈ 3 °C).Die Temperatur von RuDA-NPs und RuDA stieg jedoch schnell mit Höchsttemperaturen von 55,2 bzw. 49,9 °C an, was eine ausreichende Hyperthermie für eine In-vivo-Krebstherapie bietet.Der beobachtete Anstieg der hohen Temperatur für RuDA-NPs (ΔT ≈ 24 ° C) im Vergleich zu RuDA (ΔT ≈ 19 ° C) kann auf seine bessere Permeabilität und Akkumulation in Tumorgeweben aufgrund des EPR-Effekts zurückzuführen sein.
Infrarot-Wärmebilder von Mäusen mit MDA-MB-231-Tumoren, die 8 Stunden nach der Injektion zu unterschiedlichen Zeiten mit einem 808-nm-Laser bestrahlt wurden.Repräsentative Bilder von vier biologischen Wiederholungen aus jeder Gruppe werden gezeigt.B relatives Tumorvolumen und C durchschnittliche Tumormasse verschiedener Gruppen von Mäusen während der Behandlung.D Kurven des Körpergewichts verschiedener Mäusegruppen.Bestrahlen Sie mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 808 nm mit einer Leistung von 0,5 W/cm2 für 10 Minuten (300 J/cm2).Fehlerbalken, Mittelwert ± Standardabweichung (n = 3). Ungepaarte, zweiseitige t-Tests *p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Ungepaarte, zweiseitige t-Tests *p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-Kriterien *p <0,05, **p <0,01 und ***p <0,001. Ungepaarte zweiseitige t-Tests *p<0,05, **p<0,01 und ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05, **p < 0,01 und ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 und ***p <0,001. Ungepaarte zweiseitige t-Tests *p<0,05, **p<0,01 und ***p<0,001. E H&E-Färbungsbilder von Hauptorganen und Tumoren aus verschiedenen Behandlungsgruppen, einschließlich Kochsalzlösung, Kochsalzlösung + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs und RuDA-NPs + Lasergruppen. E H&E-Färbungsbilder von Hauptorganen und Tumoren aus verschiedenen Behandlungsgruppen, einschließlich Kochsalzlösung, Kochsalzlösung + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs und RuDA-NPs + Lasergruppen. 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-Färbungsbilder von Hauptorganen und Tumoren aus verschiedenen Behandlungsgruppen, einschließlich Kochsalzlösung, Kochsalzlösung + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs und RuDA-NPs + Lasergruppen.来自不同治疗组的主要器官和肿瘤的E H&E 染色图像，包括盐水、盐水+ 激光、RuDA、RuDA + 激光、RuDA-NPs 咅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-Färbung von Hauptorganen und Tumoren aus verschiedenen Behandlungsgruppen, einschließlich Kochsalzlösung, Kochsalzlösung + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs und RuDA-NPs + Laser.Maßstabsleiste: 60 µm.
Die Wirkung der Phototherapie in vivo mit RuDA und RuDA-NPs wurde bewertet, indem nackten Mäusen mit MDA-MB-231-Tumoren RuDA oder RuDA-NPs in einer Einzeldosis von 10,0 µmol kg-1 intravenös über die Schwanzvene und dann 8 injiziert wurden Stunden nach der Injektion.Laserbestrahlung mit einer Wellenlänge von 808 nm.Wie in 8B gezeigt, waren die Tumorvolumina in den Kochsalz- und Lasergruppen signifikant erhöht, was anzeigt, dass Kochsalzlösung oder Laser-808-Bestrahlung wenig Wirkung auf das Tumorwachstum hatte.Wie in der Gruppe mit Kochsalzlösung wurde auch bei Mäusen, die mit RuDA-NPs oder RuDA in Abwesenheit von Laserbestrahlung behandelt wurden, ein schnelles Tumorwachstum beobachtet, was ihre geringe Dunkeltoxizität zeigt.Im Gegensatz dazu induzierten sowohl die RuDA-NP- als auch die RuDA-Behandlung nach der Laserbestrahlung eine signifikante Tumorregression mit Tumorvolumenreduktionen von 95,2 % bzw. 84,3 % im Vergleich zu der mit Kochsalzlösung behandelten Gruppe, was auf eine hervorragende synergistische PDT hinweist., vermittelt durch den RuDA/CHTV-Effekt.– NP oder Ore. Verglichen mit RuDA zeigten RuDA-NPs eine bessere phototherapeutische Wirkung, was hauptsächlich auf den EPR-Effekt von RuDA-NPs zurückzuführen war.Die Ergebnisse der Hemmung des Tumorwachstums wurden weiter anhand des am Tag 15 der Behandlung exzidierten Tumorgewichts bewertet ( 8C und ergänzende 33 ).Die mittlere Tumormasse bei RuDA-NP-behandelten Mäusen und RuDA-behandelten Mäusen betrug 0,08 bzw. 0,27 g, was viel leichter war als in der Kontrollgruppe (1,43 g).
Zusätzlich wurde das Körpergewicht von Mäusen alle drei Tage aufgezeichnet, um die Dunkeltoxizität von RuDA-NPs oder RuDA in vivo zu untersuchen.Wie in 8D gezeigt, wurden keine signifikanten Unterschiede im Körpergewicht für alle Behandlungsgruppen beobachtet. Darüber hinaus wurde die Hämatoxylin- und Eosin (H&E)-Färbung der Hauptorgane (Herz, Leber, Milz, Lunge und Niere) aus verschiedenen Behandlungsgruppen durchgeführt. Darüber hinaus wurde die Hämatoxylin- und Eosin (H&E)-Färbung der Hauptorgane (Herz, Leber, Milz, Lunge und Niere) aus verschiedenen Behandlungsgruppen durchgeführt. Кроме того, было проведено окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, селезенки, легких и почек) из разных групп лечения. Zusätzlich wurde eine Hämatoxylin- und Eosin (H&E)-Färbung von Hauptorganen (Herz, Leber, Milz, Lunge und Nieren) aus verschiedenen Behandlungsgruppen durchgeführt.此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）进行苏木精和伊红(H&E) 染色。 (ER) Кроме того, проводили окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, селезенки, легких и почек) в различных группах лечения. Zusätzlich wurde in verschiedenen Behandlungsgruppen eine Hämatoxylin- und Eosin (H&E)-Färbung der Hauptorgane (Herz, Leber, Milz, Lunge und Niere) durchgeführt.Wie in Abb.8E zeigen die H&E-Färbungsbilder von fünf Hauptorganen aus den RuDA-NPs und RuDA-Gruppen keine offensichtlichen Anomalien oder Organschäden. 8E zeigen die H&E-Färbungsbilder von fünf Hauptorganen aus den RuDA-NPs und RuDA-Gruppen keine offensichtlichen Anomalien oder Organschäden.Wie in Abb.8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs и RuDA не демонстрируют явных аномалий иле. 8E, H&E-Färbungsbilder von fünf Hauptorganen aus den RuDA-NPs- und RuDA-Gruppen zeigen keine offensichtlichen Organanomalien oder Läsionen.如图8E 所示,来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E 染色图像没有显示出明显的异常或器官损伤〤如图8E 所示,来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E Как показано на рисунке 8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs и RuDA не показали явных аномалий или повреждения органов. Wie in Abbildung 8E gezeigt, zeigten H&E-Färbungsbilder der fünf Hauptorgane aus den RuDA-NPs- und RuDA-Gruppen keine offensichtlichen Anomalien oder Organschäden.Diese Ergebnisse zeigten, dass weder RuDA-NP noch RuDA Anzeichen von Toxizität in vivo zeigten. Darüber hinaus zeigten H&E-Färbungsbilder von Tumoren, dass sowohl die Gruppen RuDA + Laser als auch RuDA-NPs + Laser eine schwere Zerstörung von Krebszellen verursachen können, was die hervorragende phototherapeutische Wirksamkeit von RuDA und RuDA-NPs in vivo demonstriert. Darüber hinaus zeigten H&E-Färbungsbilder von Tumoren, dass sowohl die Gruppen RuDA + Laser als auch RuDA-NPs + Laser eine schwere Zerstörung von Krebszellen verursachen können, was die hervorragende phototherapeutische Wirksamkeit von RuDA und RuDA-NPs in vivo demonstriert.Darüber hinaus zeigten Hämatoxylin-Eosin-gefärbte Tumorbilder, dass sowohl RuDA+Laser- als auch RuDA-NPs+Laser-Gruppen eine schwere Zerstörung von Krebszellen induzieren können, was die überlegene phototherapeutische Wirksamkeit von RuDA und RuDA-NPs in vivo demonstriert.此外 ， 肿瘤 的 h & e 染色 显示 ， ， ， ， Ruda + Laser 和 Ruda-nps + Laser 组均 可 导致 严重 的 癌细胞 ， 证明 了 了 Ruda 和 Ruda-nps此外 ， 肿瘤 的 & e 染色 显示 ， Ruda + Laser 和 Ruda-nps + Laser 组均 导致 的 癌 细胞 破坏 ， 证明 了 Ruda 和 Ruda-nps 的 的 体内 光疗 光疗 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。Darüber hinaus zeigten mit Hämatoxylin und Eosin gefärbte Tumorbilder, dass sowohl die RuDA+Laser- als auch die RuDA-NPs+Laser-Gruppen zu einer schweren Zerstörung von Krebszellen führten, was die überlegene phototherapeutische Wirksamkeit von RuDA und RuDA-NPs in vivo demonstrierte.
Zusammenfassend wurde der organometallische Ru(II)-Aren (RuDA)-Komplex mit Liganden vom DA-Typ entwickelt, um den ISC-Prozess unter Verwendung der Aggregationsmethode zu erleichtern.Synthetisiertes RuDA kann sich durch nicht-kovalente Wechselwirkungen selbst organisieren, um von RuDA abgeleitete supramolekulare Systeme zu bilden, wodurch die Bildung von 1O2 und eine effiziente photothermische Umwandlung für die lichtinduzierte Krebstherapie erleichtert werden.Es ist bemerkenswert, dass monomeres RuDA unter Laserbestrahlung bei 808 nm kein 1O2 erzeugte, aber im aggregierten Zustand eine große Menge 1O2 erzeugen konnte, was die Rationalität und Effizienz unseres Designs demonstriert.Nachfolgende Studien haben gezeigt, dass die supramolekulare Anordnung RuDA mit verbesserten photophysikalischen und photochemischen Eigenschaften, wie Rotverschiebungsabsorption und Photobleichbeständigkeit, ausstattet, die für die PDT- und PTT-Verarbeitung sehr wünschenswert sind.Sowohl In-vitro- als auch In-vivo-Experimente haben gezeigt, dass RuDA-NPs mit guter Biokompatibilität und guter Akkumulation im Tumor eine hervorragende lichtinduzierte Antikrebsaktivität bei Laserbestrahlung mit einer Wellenlänge von 808 nm aufweisen.Daher werden RuDA-NPs als wirksame bimodale supramolekulare PDT/PTW-Reagenzien die Gruppe von Photosensibilisatoren anreichern, die bei Wellenlängen über 800 nm aktiviert werden.Das konzeptionelle Design des supramolekularen Systems bietet einen effizienten Weg für NIR-aktivierte Photosensibilisatoren mit hervorragenden photosensibilisierenden Effekten.
Alle Chemikalien und Lösungsmittel wurden von kommerziellen Anbietern bezogen und ohne weitere Reinigung verwendet.RuCl 3 wurde von Boren Precious Metals Co., Ltd. (Kunming, China) gekauft.[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-Phenanthrolin-5,6-dion) und 4,7-Bis[4-(N,N-diphenylamino)phenyl]-5 ,6-Diamino-2,1,3-benzothiadiazol wurde gemäß früheren Studien synthetisiert64,65.NMR-Spektren wurden auf einem Bruker Avance III-HD 600 MHz-Spektrometer im Analytical Test Center der Southeastern University unter Verwendung von d6-DMSO oder CDCl 3 als Lösungsmittel aufgezeichnet.Chemische Verschiebungen δ sind in ppm angegeben.in Bezug auf Tetramethylsilan, und die Wechselwirkungskonstanten J sind in Absolutwerten in Hertz angegeben.Hochauflösende Massenspektrometrie (HRMS) wurde auf einem Agilent 6224 ESI/TOF MS-Instrument durchgeführt.Die Elementaranalyse von C, H und N wurde auf einem Elementaranalysator Vario MICROCHNOS (Elementar) durchgeführt.UV-sichtbare Spektren wurden auf einem Shimadzu UV3600-Spektrophotometer gemessen.Fluoreszenzspektren wurden auf einem Shimadzu RF-6000-Spektrofluorimeter aufgezeichnet.EPR-Spektren wurden auf einem Bruker EMXmicro-6/1-Instrument aufgezeichnet.Die Morphologie und Struktur der präparierten Proben wurden auf FEI Tecnai G20 (TEM) und Bruker Icon (AFM) Instrumenten untersucht, die bei einer Spannung von 200 kV betrieben wurden.Dynamische Lichtstreuung (DLS) wurde auf einem Nanobrook-Omni-Analysator (Brookhaven) durchgeführt.Photoelektrochemische Eigenschaften wurden auf einem elektrochemischen Aufbau (CHI-660, China) gemessen.Photoakustische Bilder wurden unter Verwendung des FUJIFILM VisualSonics Vevo® LAZR-Systems erhalten.Konfokale Bilder wurden unter Verwendung eines konfokalen Mikroskops Olympus FV3000 erhalten.Die FACS-Analyse wurde auf einem BD Calibur-Durchflusszytometer durchgeführt.Experimente mit Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) wurden auf einem Waters Alliance e2695-System unter Verwendung eines 2489 UV/Vis-Detektors durchgeführt.Gelpermeationschromatographie (GPC)-Tests wurden auf einem Thermo ULTIMATE 3000-Instrument unter Verwendung eines ERC RefratoMax520-Brechungsindexdetektors aufgezeichnet.
[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-Phenanthrolin-5,6-dion)64 (481,0 mg, 1,0 mmol), 4,7-bis[4 -(N, N-Diphenylamino)phenyl]-5,6-diamino-2,1,3-benzothiadiazol 65 (652,0 mg, 1,0 mmol) und Eisessig (30 ml) wurden 12 Stunden im Rückflusskühlschrank gerührt.Anschließend wurde das Lösungsmittel im Vakuum am Rotationsverdampfer entfernt.Der resultierende Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie (Kieselgel, CH 2 Cl 2 :MeOH = 20:1) gereinigt, um RuDA als grünes Pulver zu erhalten (Ausbeute: 877,5 mg, 80 %).Anus.Berechnet für C64H48Cl2N8RuS: C 67,84, H 4,27, N 9,89.Gefunden: C 67,92, H 4,26, N 9,82.1H-NMR (600 MHz, d6-DMSO) δ 10,04 (s, 2H), 8,98 (s, 2H), 8,15 (s, 2H), 7,79 (s, 4H), 7,44 (s, 8H), 7,21 (d, J = 31,2 Hz, 16H), 6,47 (s, 2H), 6,24 (s, 2H), 2,69 (s, 1H), 2,25 (s, 3H), 0,99 (s, 6H).13c nmr (150 MHZ, D6-DMSO), δ (PPM) 158.03, 152.81, 149.31, 147.98, 147.16, 139.98, 136.21, 135.57, 134.68, 130.34, 130.02, 128.68, 128.01, 125.51, 124.45, 120.81, 103.49, 103.49 , 103. , 86,52, 84,75, 63,29, 30,90, 22,29, 18,83.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 1097,25.
Synthese von 4,7-Bis[4-(N,N-diethylamino)phenyl-5,6-diamino-2,1,3-benzothiadiazol (L2): L2 wurde in zwei Schritten synthetisiert.Pd(PPh3)4 (46 mg, 0,040 mmol) wurde zu N,N-Diethyl-4-(tributylstannyl)anilin (1,05 g, 2,4 mmol) und 4,7-Dibrom-5,6-dinitro-Lösung gegeben – 2, 1,3-Benzothiadiazol (0,38 g, 1,0 mmol) in trockenem Toluol (100 ml).Das Gemisch wurde 24 Stunden bei 100°C gerührt.Nach Entfernung des Toluols im Vakuum wurde der resultierende Feststoff mit Petrolether gewaschen.Dann wurde ein Gemisch aus dieser Verbindung (234,0 mg, 0,45 mmol) und Eisenpulver (0,30 g, 5,4 mmol) in Essigsäure (20 ml) 4 Stunden bei 80°C gerührt.Das Reaktionsgemisch wurde in Wasser gegossen und der resultierende braune Feststoff wurde durch Filtration gesammelt.Das Produkt wurde zweimal durch Vakuumsublimation gereinigt, um einen grünen Feststoff (126,2 mg, 57 % Ausbeute) zu ergeben.Anus.Berechnet für C26H32N6S: C 67,79, H 7,00, N 18,24.Gefunden: 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.
Die Verbindungen wurden nach Verfahren hergestellt und gereinigt, die denen von RuDA ähnlich sind.Anus.Berechnet für C48H48Cl2N8RuS: C 61,27, H 5,14, N 11,91.Gefunden: C, 61,32, H, 5,12, N, 11,81, 1 H 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, 110.76, 105.07, 104.23, 87.0, 84.4., 38.06, 31.22, 29.69, 22.29, 19.19, 14.98, 12.93.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 905,24.
RuDA wurde in MeOH/H2O (5/95, v/v) in einer Konzentration von 10 μM gelöst.Das Absorptionsspektrum von RuDA wurde alle 5 Minuten auf einem Shimadzu UV-3600-Spektrophotometer unter Bestrahlung mit Laserlicht mit einer Wellenlänge von 808 nm (0,5 W/cm2) gemessen.Die ICG-Spektren wurden unter den gleichen Bedingungen wie der Standard aufgenommen.
Die EPR-Spektren wurden auf einem Bruker EMXmicro-6/1-Spektrometer mit einer Mikrowellenleistung von 20 mW, einem Abtastbereich von 100 G und einer Feldmodulation von 1 G aufgenommen. 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon (TEMP) und 5,5-Dimethyl-1-pyrrolin-N-oxid (DMPO) wurden als Spin-Traps verwendet.Elektronenspinresonanzspektren wurden für gemischte Lösungen von RuDA (50 µM) und TEMF (20 mM) oder DMPO (20 mM) unter Einwirkung von Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von 808 nm (0,5 W/cm2) aufgenommen.
DFT- und TD-DFT-Rechnungen für RuDA wurden bei PBE1PBE/6–31 G*//LanL2DZ-Niveaus in wässriger Lösung unter Verwendung des Gaußschen Programms 1666,67,68 durchgeführt.Die HOMO-LUMO-, Loch- und Elektronenverteilungen des niederenergetischen angeregten Singulett-Zustands RuDA wurden unter Verwendung des GaussView-Programms (Version 5.0) aufgetragen.
Wir versuchten zuerst, die Erzeugungseffizienz von 1O2 RuDA unter Verwendung herkömmlicher UV-Vis-Spektroskopie mit ICG (ΦΔ = 0,002) als Standard zu messen, aber der Photoabbau von ICG beeinflusste die Ergebnisse stark.Somit wurde die Quantenausbeute von 1O 2 RuDA gemessen, indem eine Änderung in der Intensität der ABDA-Fluoreszenz bei etwa 428 nm bei Bestrahlung mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 808 nm (0,5 W/cm 2 ) nachgewiesen wurde.Experimente wurden mit RuDA und RuDA-NPs (20 μM) in Wasser/DMF (98/2, v/v) mit ABDA (50 μM) durchgeführt.Die Quantenausbeute von 1O2 wurde nach folgender Formel berechnet: ΦΔ (PS) = ΦΔ (ICG) × (rFS/APS)/(rICG/AICG).rPS und rICG sind die Reaktionsgeschwindigkeiten von ABDA mit 1O2, erhalten aus dem Photosensibilisator bzw. ICG.APS und AICG sind die Extinktion des Photosensibilisators bzw. ICG bei 808 nm.
AFM-Messungen wurden unter flüssigen Bedingungen unter Verwendung des Scan-Modus auf einem Bruker Dimension Icon AFM-System durchgeführt.Unter Verwendung einer offenen Struktur mit flüssigen Zellen wurden die Zellen zweimal mit Ethanol gewaschen und mit einem Stickstoffstrom getrocknet.Legen Sie die getrockneten Zellen in den optischen Kopf des Mikroskops.Geben Sie sofort einen Tropfen der Probe in den Flüssigkeitspool und platzieren Sie ihn mit einer sterilen Einwegspritze aus Kunststoff und einer sterilen Nadel auf dem Cantilever.Ein weiterer Tropfen wird direkt auf die Probe gegeben, und wenn der optische Kopf abgesenkt wird, verschmelzen die beiden Tropfen und bilden einen Meniskus zwischen der Probe und dem Flüssigkeitsreservoir.AFM-Messungen wurden mit einem SCANASYST-FLUID V-förmigen Nitrid-Cantilever (Bruker, Härte k = 0,7 N m-1, f0 = 120–180 kHz) durchgeführt.
HPLC-Chromatogramme wurden auf einem Waters e2695-System erhalten, das mit einer Phoenix-C18-Säule (250 × 4,6 mm, 5 &mgr;m) unter Verwendung eines 2489-UV/Vis-Detektors ausgestattet war.Die Wellenlänge des Detektors beträgt 650 nm.Die mobilen Phasen A und B waren Wasser bzw. Methanol, und die Flussrate der mobilen Phase betrug 1,0 ml·min –1 .Der Gradient (Lösungsmittel B) war wie folgt: 100 % von 0 bis 4 Minuten, 100 % bis 50 % von 5 bis 30 Minuten und zurück auf 100 % von 31 bis 40 Minuten.Erz wurde in einer gemischten Lösung aus Methanol und Wasser (50/50, bezogen auf das Volumen) bei einer Konzentration von 50 &mgr;M gelöst.Das Injektionsvolumen betrug 20 μl.
GPC-Assays wurden auf einem Thermo ULTIMATE 3000-Instrument aufgezeichnet, das mit zwei PL Aquagel-OH MIXED-H-Säulen (2 × 300 × 7,5 mm, 8 &mgr;m) und einem ERC RefratoMax520-Brechungsindexdetektor ausgestattet war.Die GPC-Säule wurde mit Wasser bei einer Fließgeschwindigkeit von 1 ml/min bei 30°C eluiert.Erz-NPs wurden in PBS-Lösung (pH = 7,4, 50 μM) gelöst, das Injektionsvolumen betrug 20 μl.
Photoströme wurden auf einem elektrochemischen Aufbau (CHI-660B, China) gemessen.Die optoelektronischen Reaktionen beim Ein- und Ausschalten des Lasers (808 nm, 0,5 W/cm2) wurden jeweils bei einer Spannung von 0,5 V in einer Blackbox gemessen.Eine Standardzelle mit drei Elektroden wurde mit einer L-förmigen Glaskohlenstoffelektrode (GCE) als Arbeitselektrode, einer Standardkalomelelektrode (SCE) als Referenzelektrode und einer Platinscheibe als Gegenelektrode verwendet.Als Elektrolyt wurde eine 0,1 M Na2SO4-Lösung verwendet.
Die menschliche Brustkrebszelllinie MDA-MB-231 wurde von KeyGEN Biotec Co., LTD (Nanjing, China, Katalognummer: KG033) bezogen.Die Zellen wurden in Monolayern in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium (DMEM, hohe Glucose), ergänzt mit einer Lösung aus 10 % fötalem Rinderserum (FBS), Penicillin (100 &mgr;g/ml) und Streptomycin (100 &mgr;g/ml), gezüchtet.Alle Zellen wurden bei 37 °C in einer feuchten Atmosphäre mit 5 % CO2 kultiviert.
Der MTT-Assay wurde verwendet, um die Zytotoxizität von RuDA und RuDA-NPs in Anwesenheit und Abwesenheit von Lichtbestrahlung mit oder ohne Vc (0,5 mM) zu bestimmen.MDA-MB-231-Krebszellen wurden in Platten mit 96 Vertiefungen mit einer Zelldichte von etwa 1 x 105 Zellen/ml/Vertiefung gezüchtet und 12 Stunden lang bei 37,0 °C in einer Atmosphäre aus 5 % CO2 und 95 % Luft inkubiert.RuDA und in Wasser gelöste RuDA-NPs wurden zu den Zellen gegeben.Nach 12 Stunden Inkubation wurden die Zellen einer 0,5 W cm –2 Laserstrahlung bei einer Wellenlänge von 808 nm für 10 Minuten (300 J cm –2 ) ausgesetzt und dann 24 Stunden im Dunkeln inkubiert.Die Zellen wurden dann für weitere 5 Stunden mit MTT (5 mg/ml) inkubiert.Ändern Sie schließlich das Medium zu DMSO (200 ul), um die resultierenden violetten Formazan-Kristalle aufzulösen.OD-Werte wurden mit einem Mikroplatten-Lesegerät mit einer Wellenlänge von 570/630 nm gemessen.Der IC50-Wert für jede Probe wurde unter Verwendung der SPSS-Software aus Dosis-Antwort-Kurven berechnet, die aus mindestens drei unabhängigen Experimenten erhalten wurden.
MDA-MB-231-Zellen wurden mit RuDA und RuDA-NP in einer Konzentration von 50 &mgr;M behandelt.Nach 12 Stunden Inkubation wurden die Zellen mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 808 nm und einer Leistung von 0,5 W/cm2 für 10 min (300 J/cm2) bestrahlt.In der Vitamin C (Vc)-Gruppe wurden die Zellen vor der Laserbestrahlung mit 0,5 mM Vc behandelt.Die Zellen wurden dann weitere 24 Stunden im Dunkeln inkubiert, dann 30 Minuten mit Calcein AM und Propidiumiodid (20 &mgr;g/ml, 5 &mgr;l) gefärbt und dann mit PBS (10 &mgr;l, pH 7,4) gewaschen.Bilder von gefärbten Zellen.
Postzeit: 23. September 2022
