Composite Carbon Dots @ Platinum Porphyrin comme nanoagent théranostique pour une thérapie photodynamique efficace du cancer

Contexte

La thérapie photodynamique (PDT) a été largement pratiquée en tant que modalité thérapeutique non invasive prometteuse pour le traitement de nombreuses maladies humaines, notamment plusieurs affections cutanées, la dégradation maculaire liée à l'âge et le cancer [1]. La PDT peut être utilisée seule ou en association avec la chirurgie, la chimiothérapie ou les rayonnements ionisants [2]. En thérapie photodynamique, les photosensibilisateurs (PS) sont irradiés par une longueur d'onde de lumière spécifique, ce qui déclenche la génération d'espèces réactives de l'oxygène à partir de l'oxygène intracellulaire qui induisent par conséquent la mort cellulaire et la nécrose des tissus proximaux [3,4,5,6]. Étant donné que les photosensibilisateurs sont généralement inoffensifs sans lumière, le traitement des tumeurs peut être ciblé avec précision par un éclairage sélectif, limitant ainsi les dommages aux tissus sains environnants [7,8,9]. Il a été démontré que les photosensibilisateurs activables, tels que les dérivés de porphyrine et de phtalocyanines, possèdent des capacités simultanées d'imagerie et de thérapie du cancer, et certains de ces photosensibilisateurs ont été approuvés pour une utilisation clinique [10, 11]. Cependant, beaucoup d'entre eux sont limités en raison d'une faible solubilité dans l'eau, d'une photosensibilité cutanée prolongée, d'une sélectivité inadéquate et de leur incapacité à être absorbés dans la région (> 700 nm) où la peau est la plus transparente, que l'on rencontre dans les applications cliniques de nombreux chimiques. Par conséquent, de nombreuses approches ont été proposées pour incorporer les PS dans des supports tels que les liposomes [12], les nanoparticules polymères [13, 14], les nanoparticules d'or [15,16,17], les nanotubes de carbone [18], les graphènes [19] et le carbone. nanopoints [20,21,22].

Récemment, les points quantiques de carbone (CQD), en tant que nouveau type de nanomatériau de carbone, ont attiré une attention considérable en raison de leurs propriétés uniques, telles que des propriétés optiques supérieures, une excellente solubilité dans l'eau, une faible toxicité, une excellente biocompatibilité, une bonne perméabilité cellulaire et une préparation facile. et modif. Ainsi, les CQD ont été démontrées dans de nombreuses applications prometteuses dans les domaines de l'optoélectronique, de la détection [23, 24], de la théranostique [25, 26, 27] et de la bio-imagerie. Au cours des dernières années, de nombreuses méthodes ont été développées pour synthétiser une variété de CQD, telles que la méthode hydrothermale, la méthode par micro-ondes, la méthode de traitement thermique et la méthode électrochimique [28]. Parmi elles, les méthodes hydrothermales utilisant des précurseurs naturels pour produire des CQD ont été largement rapportées en raison de leur nature de chimie verte [29, 30].

De plus, les CQD ont le potentiel d'être une plate-forme de chargement pour diverses molécules en raison de leurs groupes de surface abondants et de leur biocompatibilité raisonnable [31, 32]. En particulier, lorsqu'ils sont fonctionnalisés avec différents groupes chimiques, les CQD peuvent être conçus avec divers éléments fonctionnels tels que des molécules médicamenteuses, des protéines et des aptamères par interaction covalente ou non covalente pour des applications biomédicales polyvalentes [33]. Par exemple, en 2012, Huang et al. a conçu une nouvelle plate-forme théranostique basée sur des points de carbone conjugués à un photosensibilisateur. Après irradiation, les CQDs-Ce6 préparés présentaient une émission de fluorescence plus forte et une efficacité photodynamique plus élevée par rapport à Ce6 seul [34]. En 2014, Choi et al. ont développé une plate-forme théranostique similaire basée sur des CQD conjugués FA chargés de ZnPc [3]. La même année, Wang et al. développé des conjugués en connectant électrostatiquement le TMPyP avec des CQD non toxiques [35]. En 2015, Beack et al. synthétisé un conjugué CQDs-Ce6-HA, qui a montré un effet photodynamique beaucoup plus élevé que celui de Ce6 libre et CQDs-Ce6 [36].

Plus récemment, un nouveau complexe de porphyrine tétraplatiné a été signalé par Naik et al. Les résultats ont montré que la porphyrine de platine présentait une cytotoxicité mineure dans l'obscurité, mais IC₅₀ des valeurs allant jusqu'à 19 nM lors d'une irradiation laser à 420 nm, suggérant que le complexe de porphyrine tétraplatiné est un agent anticancéreux prometteur pour le traitement du cancer [37]. Cependant, les porphyrines tétraplatinées synthétisées présentaient une faible biocompatibilité et solubilité dans l'eau, ce qui limitait leur utilisation clinique. À cette fin, nous développons ici un nouveau nanoagent théranostique (CQDs@PtPor) grâce à l'interaction électrostatique entre le complexe de porphyrine tétraplatinée (PtPor) et les CQD chargés négativement (Schéma 1). Le composite CQDs@PtPor intègre les propriétés optiques des CQD et la fonction anticancéreuse de la porphyrine en une seule unité. Les résultats spectraux ont suggéré le transfert d'énergie de résonance efficace des CQD vers PtPor dans le composite CQDs@PtPor. De manière impressionnante, le CQDs@PtPor a montré l'effet PDT plus fort que celui du PtPor seul, ce qui pourrait être attribué à l'efficacité plus élevée de ¹ O₂ génération de PtPor par les CQD. De plus, la petite taille des CQDs@PtPor pourrait permettre une accumulation sélective dans le site tumoral via l'effet EPR. Ainsi, le nano-aimant tel que préparé (CQDs@PtPor) a montré un grand potentiel d'application dans le traitement du cancer.

Illustration schématique de la préparation des CQDs@PtPor

Méthodes

Le dichlorure de diammine transplatine (transplatine) a été acheté auprès d'Aladdin®. Le 1,3-diphénylisobenzofurane (DPBF) a été obtenu auprès de Sigma-Aldrich. Tous les solvants ont été achetés auprès de Tianjin Fu Chen Chemical Reagents. Les autres produits chimiques ont été achetés auprès de Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. et utilisés tels qu'ils ont été reçus.

Synthèse de [Trans-PtCl(NH₃ )₂ ][sub>4 -5,10,15,20-Tetra(4-pyridyl)-Porphyrine Nitrate

Le transplatine (0,193 mmol, 58 mg) et le nitrate d'argent (0,193 mmol, 33 mg) ont été dissous dans 5 ml de DMF. Après une chaîne pendant 24 h, le chlorure d'argent blanc formé a été retiré de la solution trouble résultante par centrifugation pour acquérir la solution claire, qui a ensuite été ajoutée à la suspension de 5,10,15,20-tétra(4-pyridyl)porphyrine (0,487 mmol, 30 mg) dans 3 ml de DMF. Après agitation à 50 °C pendant 48 h, le mélange a été refroidi à température ambiante. Ensuite, 10 ml d'éther diéthylique ont été ajoutés pour obtenir le précipité rouge, qui a ensuite été lavé avec du méthanol, du dichlorométhane et de l'éther diéthylique. Enfin, l'échantillon a été séché sous vide pour acquérir 81 mg de produit. Rendement 86 %. ¹ RMN H (400 MHz ; DMSO-d₆ ):δ 9,45 (d, 8H), 9,14 (s, 8H), 8,52 (m-pyridyle, d, 8H), 4,70 (NH₃ , s, 24H), - 3,04 (s, 2H); MS (ESI) :m /z =1209 [M-3(NON₃ )-2{PtCl(NH₃ )₂ }] ⁺ , 1074 [M-4(NON₃ )-2{PtCl(NH₃ )₂ }-2NH₃ -Cl-2H] ⁺ , 883 [M-4(NON₃ )-3{PtCl(NH₃ )₂ }] ⁺ , 866 [M-4(NON₃ )-3{PtCl(NH₃ )₂ }-NH₃ ] ⁺ , 812 [M-4(NON₃ )-3{PtCl(NH₃ )₂ }-Cl-2(NH₃ )] ⁺ , 574 [M-4(NON₃ )-2{PtCl(NH₃ )₂ }] ²⁺ .

Préparation des CQD

Généralement, l'acide citrique (0,45 g) et l'éthylènediamine (500 L) ont été dissous dans de l'eau DI (10 ml). Ensuite, la solution a été transférée dans un autoclave revêtu de poly (tétrafluoroéthylène) (Téflon) (30 ml) et chauffée à 200 °C pendant 5 h. Après la réaction, les réacteurs ont été refroidis à température ambiante par de l'eau ou naturellement. Le produit brut, qui était brun-noir, a été purifié dans une centrifugeuse pendant 30 min pour éliminer les particules agglomérées, puis dialysé contre de l'eau DI pour obtenir les CD.

Préparation du composite CQDs@PtPor

La molécule de PtPor, portant quatre charges positives dans le cycle pyridine, peut se lier à la surface des CQD chargés négativement par une interaction électrostatique pour obtenir le composite CQDs@PtPor. En général, 20 mg de PtPor dissous dans 3 ml de DMSO ont été dispersés dans 12 ml d'eau. La solution a été ajoutée lentement dans la suspension de CQD (5 mg de CQD dissous dans 15 ml de H₂ O) sous sonication. Après agitation à température ambiante pendant 24 h, la solution a été purifiée dans une centrifugeuse pendant 30 min pour éliminer les particules agglomérées, puis dialysée contre de l'eau DI pendant 2 jours. La solution aqueuse de CQDs@PtPor a été lyophilisée à 4 °C pour donner le produit souhaité.

Le calcul des rendements quantiques des CQD

Le rendement quantique des CQD a été mesuré avec le sulfate de quinine comme référence (0,1 M H₂ SO₄ solution aqueuse, rendement quantique fluorescent ∼ 54%) par l'équation suivante :

Où est le rendement quantique de fluorescence, I est la pente des courbes, et est l'indice de réfraction du solvant. L'indice « st » fait référence à la référence de rendement quantique connu (sulfate de quinine dans 0,1 M H₂ SO₄ ). L'absorption a été maintenue en dessous de 0,1 à la longueur d'onde d'excitation de 360 ​​nm pour minimiser la réabsorption.

Génération d'oxygène singulet

Une solution de l'échantillon et du 3-diphénylisobenzofurane ont été irradiés dans une cuvette en verre (3 ml), à température ambiante. La décroissance d'absorption du DPBF à 415 nm a été mesurée à des intervalles d'irradiation de 3 min jusqu'à 30 min. La production d'oxygène singulet a été évaluée qualitativement grâce au DPBF, un extincteur d'oxygène singulet. Le pourcentage de la décroissance de l'absorption DPBF, proportionnel à la production de ¹ O₂ , a été évaluée par la différence entre l'absorbance initiale et l'absorbance après une période d'irradiation donnée. Chaque expérience a été répétée trois fois.

Test de cytotoxicité des CQD, PtPor et CQD@PtPor

Des cellules de carcinome cervical humain (HeLa) ont été cultivées dans du milieu Eagle modifié de Dulbecco (DMEM) additionné de 5 % de sérum de veau fœtal (FCS), 100 U/mL de pénicilline, 100 g/mL de streptomycine à 37 °C et 6 % de CO₂ . Le test de viabilité du méthylthiazolyltétrazolium (MTT) a été réalisé selon une méthode standard. En bref, les cellules HeLa (3 × 10 ³ /puits) ont été ensemencés dans des plaques à 96 puits pendant 24 h avant l'exposition aux médicaments. Les cellules ont été traitées avec des échantillons pendant une nuit dans l'obscurité. La cytotoxicité a été déterminée par le test de réduction du MTT. Les monocouches cellulaires ont été rincées deux fois avec une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) puis incubées avec 50 L de solution MTT (0,5 mg/mL) à 37°C pendant 3 h. Une fois les médias retirés, 100 L de DMSO ont été ajoutés. La solution a été agitée pendant 30 min pour dissoudre les cristaux de formazan formés dans les cellules vivantes. L'absorbance a été mesurée à double longueur d'onde, 540 nm et 690 nm, sur un lecteur de microplaques Labsystem Multiskan (Merck Eurolab, Suisse). Chaque concentration dosée a été réalisée dans des puits en triple et répétée deux fois pour le test MTT.

La photocytotoxicité des échantillons a été évaluée par un protocole similaire. En général, les cellules HeLa (3 × 10 ³ par puits) ont été incubés dans des plaques à 96 puits pendant 24 h avant leur exposition aux médicaments. Les cellules ont été traitées avec les échantillons à l'obscurité pendant la nuit. Ensuite, les cellules ont été exposées à une lampe au xénon de 50 W équipée d'un filtre d'isolation thermique et d'un filtre passe-long de 500 nm pendant 10 min. Le taux de fluence était de 6 mW/cm ² . La viabilité cellulaire a été déterminée par le test de réduction du MTT.

Applications de bioimagerie des CQD@PtPor

L'imagerie cellulaire a été évaluée à l'aide d'un microscope confocal à balayage laser. Cellules HeLa (5 × 10 ⁴ cellules par puits) ont été ensemencées dans des plaques de culture à 6 puits et laissées adhérer pendant 12 h. Les cellules ont ensuite été traitées avec CQDs@PtPor (0,25 mg/mL) à 37°C pendant 1 h. Après cela, le surnageant a été soigneusement éliminé et les cellules ont été lavées trois fois avec du PBS. Par la suite, les lames ont été montées et observées au microscope confocal (Zeiss Laser Scanning Confocal Microscope ; LSM7 DUO) en utilisant le logiciel ZEN 2009 (Carl Zeiss).

Résultats

Préparation des CQD@PtPor

Les CQD ont été préparés par une réaction hydrothermale en un seul récipient selon la méthode décrite dans la littérature [38], comme indiqué dans le schéma 1. Le PtPor a été synthétisé par complexation de transplatine substitué avec 5, 10, 15, 20-Tetra(4-pyridyl )porphyrine selon la méthode rapportée [37]. Étant donné que la molécule de PtPor a quatre charges positives dans le cycle pyridine, qui pourraient se lier à la surface des CQD chargés négativement par une interaction électrostatique, produisant le composite CQDs@PtPor souhaité.

Caractérisation des CQD@PtPor

Les images au microscope électronique à transmission (MET) (Fig. 1 à gauche) montrent que les CQD et CQD@PtPor préparés sont distribués de manière homogène avec des tailles uniformes. La taille des particules illustrée sur la figure 1 à droite est étroite (1 à 9 nm) et la taille moyenne, déterminée par histogramme, est de 2,5 et 7,6 nm pour les CQD et CQDs@PtPor, respectivement. La taille moyenne des CQDs@PtPor est plus grande que celle des CQD, probablement en raison de l'adsorption de la molécule de PtPor à la surface des CQD par une interaction électrostatique.

Images TEM (à gauche) et histogrammes de distribution de taille correspondants (à droite) de a CQD et b CQDs@PtPor

La figure 2a montre le diagramme de diffraction des rayons X (XRD) des CQD tels que synthétisés. Le large pic XRD des CQD apparaît autour de 23°, indiquant la structure désordonnée des CQD [39]. Les groupes fonctionnels des CQD ont été caractérisés par spectroscopie FTIR. Comme le montre la figure 2b, les pics larges de 3000 à 3500 cm ⁻¹ sont attribuées aux vibrations d'étirement O-H et N-H, indiquant la présence de groupes hydroxyle et amino. Les pics à 1150 et 1230 cm ⁻¹ sont attribuées respectivement aux vibrations d'étirement C-O et C-N. La liaison amide est confirmée par les pics typiques à 1678 et 1392 cm ⁻¹ , attribuant aux vibrations de l'amide C=O et C-N, respectivement. Enfin, le pic à 1600 cm ⁻¹ est identifié comme liaison C=C/C=N. En comparaison avec les résultats FTIR de l'acide citrique, les CQD n'ont montré aucune absorption caractéristique significative de l'acide citrique (AC), indiquant que l'AC devrait être principalement carbonisé pendant le processus d'hydrolyse. De plus, un nouveau pic pointu à 1700 cm ⁻¹ , attribuée à la liaison amide a été trouvée, indiquant que l'éthylènediamine devrait être fonctionnalisée à la surface des CQD par le biais de la liaison -CONH-. Le diamètre moyen et la distribution granulométrique des CQDs et CQDs@PtPor ont été déterminés par mesure DLS (Fichier supplémentaire 1 :Figure S1 et Fig. 2c). Comme le montre la figure 2c, la taille moyenne des CQDs@PtPor est d'environ 9,2 nm, ce qui est cohérent avec le résultat du test TEM. La mesure du potentiel zêta a en outre été effectuée pour confirmer la conjugaison entre les CQD et le PtPor. Comme le montre la figure 3d, le potentiel zêta des CQD libres est de − 15,6 mV, en raison des charges négatives à la surface. Après conjugaison avec PtPor, le potentiel zêta du composite CQDs@PtPor a été modifié à 4,5 mV, indiquant la couverture réussie des CQD par les molécules PtPor.

Modèle XRD des CQD (a ). Le spectre FTIR des CQD (b ). Distribution granulométrique des CQDs@PtPor mesurée par diffusion dynamique de la lumière (c ). Potentiel zêta des CQD et des CQD@PtPor (d )

Spectre d'enquête XPS (a ), et C 1s (b ), N 1s (c ), et O 1s (d ) spectres XPS haute résolution des CQD

Une spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS) a été réalisée pour étudier plus en détail la composition chimique des CQD (Fig. 3) et CQDs@PtPor (Fichier supplémentaire 1 :Figure S2). Le spectre d'étude des CQD sur la figure 3a indique que les éléments d'existence à la surface sont C, N et O, avec les signaux associés à 535, 402 et 283 eV, respectivement [40]. Le signal Cls représenté sur la figure 3b a trois pics distincts à 284,4 eV, 286,3 eV et 288,2 eV, qui sont attribués respectivement à la liaison C-C, C-O et C=O. Le XPS N 1 à haute résolution montré sur la figure 3c est équipé de trois pics, avec des énergies de liaison à 395,3, 399,1 et 402,2 eV, correspondant respectivement au N de type pyridine, N pyrrolique et N quaternaire [41]. La déconvolution des O 1 a présenté les pics C-O et O-H (Fig. 3d), indiquant l'existence de grands groupes carboxyliques à la surface des CQD.

Propriétés photophysiques des CQD@PtPor

Les spectres d'absorption UV-Vis et de fluorescence ont été exécutés pour étudier les propriétés photophysiques du composite. Comme le montre la figure 4a, le composite CQDs@PtPor a montré les pics caractéristiques des CQD et de la porphyrine. Par exemple, un pic d'absorption significatif autour de 360 ​​nm a probablement été attribué à la transition n → π* des CQD [42], tandis que les pics autour de 425 nm, 520 nm et 580 nm ont été attribués aux bandes soret et Q de la porphyrine. , respectivement. La solution aqueuse de CQD montre une émission bleue sous l'irradiation d'une lampe ultraviolette (UV) de 365 nm. En outre, les CQD ont présenté le comportement PL dépendant de l'excitation, où le pic d'émission est passé de 460 à 552 nm lorsque la longueur d'onde d'excitation est passée de 280 à 500 nm, comme le montre la figure 4b. Le rendement quantique de fluorescence des CQD tels que préparés était de 36 % avec le sulfate de quinine comme référence.

Absorption UV-Vis (a ) et la fluorescence (b ) spectres de CQD, PtPor et CQD@PtPor. Spectres de fluorescence (c ) de CQD avec différentes longueurs d'onde d'excitation. La fluorescence décline (d ) de CQD et CQD@PtPor. La concentration des échantillons :CQDs (5 g/mL), CQDs@PtPor (5 g/mL, 3 g/mL) et PtPor (3 g/mL)

Discussion

L'effet de transfert d'énergie de résonance de fluorescence (FRET) dans le composite CQDs@PtPor pourrait être étudié en comparant l'intensité de fluorescence de CQDs@PtPor avec les CQDs et PtPor. Les spectres de fluorescence et les intensités des CQD, PtPor et CQDs@PtPor avec la même concentration ont été mesurés sous l'excitation de 360 ​​nm (Fig. 4c). Étant donné que les CQD ont montré une très forte absorption à 360 nm (Fig. 4a) avec un rendement quantique PL aussi élevé que 36%, il émet une très forte fluorescence. Au contraire, comme l'absorption du PtPor à 360 nm est très faible, et son rendement quantique PL inférieur à 1%, le PtPor présente une émission très faible. Remarquablement, l'intensité de l'émission bleue (500 nm) dans les CQDs@PtPor a manifestement diminué par rapport aux CQD libres, tandis que l'émission rouge (660 nm) est considérablement améliorée par rapport à celle de PtPor seul, indiquant le transfert d'énergie efficace dans le composite CQDs@PtPor . La durée de vie de fluorescence des CQD dans le composite CQDs@PtPor a diminué par rapport à celle des CQD libres, comme le montre la figure 4d. Une diminution aussi évidente de la durée de vie du donneur indique en outre le transfert effectif d'énergie de résonance des CQD vers PtPor dans le composite CQDs@PtPor.

Étant donné que la production d'oxygène singulet est un facteur clé dans la PDT, le ¹ O₂ la génération a été déterminée par une méthode chimique utilisant du 1,3-diphénylisobenzofurane (DPBF) comme ¹ O₂ charognard. En général, l'intensité d'absorption du DPBF diminuera progressivement en présence d'oxygène singulet. Par conséquent, le taux de diminution de l'intensité d'absorption du DPBF peut être utilisé pour évaluer le rendement relatif en oxygène singulet. Dans cette expérience, des CQD (5 mg/mL), PtPor (5 mg/mL) ou CQDs@PtPor (5 mg/mL) ont été mélangés avec du DPBF (10 mM), respectivement, suivis de l'irradiation avec une lampe au xénon. Comme le montre la figure 5a, après l'ajout de CQD, l'absorption de DPBF n'a montré aucun changement avec la prolongation du temps d'irradiation, indiquant que les CQD n'avaient pas de production significative d'oxygène singulet. De plus, le composite CQDs@PtPor présentait une dégradation très évidente en DPBF, qui est bien supérieure à celle du PtPor, indiquant que le ¹ O₂ le rendement en porphyrine pourrait être amélioré sous le rôle des CQD. Pendant ce temps, la production de ¹ O₂ a été quantifié en outre à l'aide du réactif dichlorofluorescéine (DCFH). La fluorescence verte (λ_em = 525 nm) de DCFH est connu pour augmenter quantitativement lorsqu'il réagit avec ¹ O₂ générés par les photosensibilisateurs. Comme le montre la figure 5b, le composite CQDs@PtPor a montré une efficacité supérieure de ¹ O₂ production que celle de PtPor pur. Ce résultat est très cohérent avec celui obtenu par la méthode DPBF.

Génération d'oxygène singulet de CQD, PtPor et CQDs@PtPor à partir de la méthode DPBF (a ) et méthode DCFH (b )

La cytotoxicité des CQD, PtPor et CQDs@PtPor sur les cellules HeLa a été testée par le test du méthylthiazolyltétrazolium (MTT). Comme le montre la figure 6a, les trois échantillons présentaient une cytotoxicité négligeable contre les cellules HeLa après un traitement de 24 h dans l'obscurité. Plus de 90 % des cellules cancéreuses étaient encore en vie avec une concentration augmentée à 50 g/mL, ce qui suggère que les trois échantillons n'avaient aucun effet néfaste sur les cellules cancéreuses dans l'obscurité. De plus, la photocytotoxicité de trois échantillons a été évaluée en utilisant une méthode similaire. Comme le montre la figure 6b, après traitement des cellules cancéreuses avec CQDs@PtPor pendant 24 h suivi d'une irradiation lumineuse, la viabilité cellulaire a diminué progressivement avec l'augmentation de la concentration de l'échantillon. Lorsque la concentration de CQDs@PtPor était de 50 g/mL, le taux de survie des cellules cancéreuses n'était que de 8 %, ce qui était apparemment inférieur à celui du PtPor seul (18 %) et des CQD (90 %). C'est-à-dire que le composite CQDs@PtPor a présenté une efficacité thérapeutique plus forte que celle du PtPor seul, ce qui suggère que CQDs@PtPor est avantageux par rapport à la formulation conventionnelle, ce qui est probablement attribué à l'efficacité accrue de la génération d'oxygène singulet de PtPor par les CQD.

Cytotoxicité sombre (a ) et la photocytotoxicité (b ) de CQD, PtPor et CQD@PtPor à différentes concentrations

L'absorption cellulaire de CQD purs, PtPor et CQDs@PtPor a été étudiée à l'aide d'un microscope confocal à balayage laser sous excitation d'un laser de 405 nm. Comme le montre la figure 7, le composite CQDs@PtPor principalement distribué dans le cytoplasme des cellules HeLa. En outre, l'imagerie de fluorescence bleue des CQD est presque superposée à l'émission rouge de celle de PtPor dans le composite CQDs@PtPor, indiquant que les CQDs et PtPor sont restés en état de liaison après que le composite CQDs@PtPor est entré dans les cellules. Ces résultats vérifient que le composite CQDs@PtPor est stable dans l'environnement cellulaire et peut encore effectuer un transfert d'énergie de résonance de fluorescence dans les cellules.

Les images de microscopie confocale à fluorescence de cellules HeLa sous excitation de 405 nm après traitement avec 50 g/mL de CQD purs (a –c ), PtPor (d –f ), et CQDs@PtPor (g –je ) pendant 24h. un , d , g Champ lumineux. b , e , h Le canal d'imagerie CQDs, détecté dans la région de longueur d'onde de 410 à 450 nm. c , f , je Le canal d'imagerie PtPor, détecté avec la région de passage long de 590 nm ; (barre d'échelle =20 m)

Conclusions

Un nouveau nanoagent théranostique (CQDs@PtPor) a été conçu et développé avec succès grâce à l'interaction électrostatique entre le complexe de porphyrine tétraplatinée (PtPor) et les CQD chargés négativement. Le composite CQDs@PtPor tel que préparé présentait une dispersibilité élevée dans l'eau, une bonne stabilité et biocompatibilité, et une détection améliorée de la fluorescence du photosensibilisateur. L'effet PDT de CQDs@PtPor a été significativement amélioré par rapport à celui de PtPor seul, suggérant que CQDs@PtPor est avantageux par rapport à la formulation conventionnelle en raison de l'efficacité accrue de ¹ O₂ génération de PtPor par les CQD. Ainsi, ce nanoagent à base de CQD a affiché une efficacité thérapeutique améliorée sur les cellules cancéreuses ainsi que de faibles effets secondaires in vitro, montrant un grand potentiel d'applications en clinique pour traiter les patients atteints de cancer dans un avenir proche.

Historique des modifications

Abréviations

CA :

Acide citrique

CQD :

Points quantiques de carbone

DPBF :

1,3-Diphénylisobenzofurane

EDA :

Éthylènediamine

MTT :

Bromure de 3-(4,5-Diméthylthiazol-2-yl)-2,5-diphényltétrazolium

PDT :

Thérapie photodynamique

PS :

Photosensibilisateurs

TEM :

Microscope électronique à transmission

UV :

Ultraviolet

XPS :

Spectroscopie photoélectronique aux rayons X

XRD :

Diffraction des rayons X