La préparation rentable de points de carbone fluorescents verts pour la bioimagerie et l'administration intracellulaire améliorée de médicaments

Introduction

La doxorubicine (DOX) est un médicament chimiothérapeutique à base d'anthracycline largement utilisé dans le traitement de plusieurs cancers, notamment le cancer du sein, du poumon, de l'estomac, de l'ovaire, de la thyroïde, du myélome multiple, du sarcome et des cancers pédiatriques. Le mécanisme d'action anticancéreuse de la DOX est considéré comme interférant avec la synthèse de l'ADN et le processus de réparation. Par conséquent, la DOX doit être transportée à travers la membrane cellulaire et vers le noyau cellulaire pour perturber la synthèse de l'ADN pendant le traitement du cancer. Cependant, la DOX libre ne pourrait pas facilement s'approcher du noyau cellulaire et induirait une grave cardiotoxicité in vivo, ce qui a entravé son application en tant que thérapie anticancéreuse [1, 2].

Récemment, les nanosupports multifonctionnels tels que les liposomes, les micelles, les nanoémulsions, les nanoparticules polymères et d'autres nanoparticules ont attiré une attention considérable pour leur importance sur l'administration de médicaments anticancéreux [3]. Parmi eux, en tant que nouveau type de famille de points quantiques, le point quantique de carbone (CD) a suscité un énorme intérêt dans le monde entier depuis sa découverte en 2004 [4]. En particulier, les CD fluorescents sont devenus la référence en imagerie cellulaire ² , photocatalyse, administration de médicaments, détection de polluants et d'ions de métaux lourds, et équipement photoélectrique en raison de leurs propriétés supérieures en poids et taille quasi nuls (<10  nm), photo-stabilité élevée, spectres d'excitation larges et continus, longueur d'onde accordable, biocompatibilité satisfaisante , une faible toxicité et d'excellentes performances en fluorescence [5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]. Par exemple, Yang et al. ont couplé avec succès la DOX aux CD pour un traitement anticancéreux amélioré, ce qui implique que les CD ont une grande importance sur l'administration de médicaments ciblés sur le noyau [1].

Auparavant, diverses techniques ont été proposées pour préparer des CD, notamment de nombreux matériaux de biomasse, la carbonisation, la passivation et la fonctionnalisation de surface [14, 15]. Dans le détail, il peut être classé en deux méthodes principales. L'une est l'approche « descendante », la décharge à l'arc, la méthode d'ablation laser, la gravure électrochimique et la méthode d'oxydation, qui font référence à la décomposition de la structure du carbone à grande échelle en nanoparticules de carbone [16,17,18,19,20]. L'autre méthode est la méthode « bottom-up », qui synthétise les points de carbone à partir de précurseurs moléculaires, comprenant principalement l'approche hydrothermale, la méthode par ultrasons et la synthèse assistée par ondes [21,22,23,24]. Xu et al. points de carbone obtenus par décharge d'arc, oxydation, extraction et électrophorèse sur gel. Ming et al. points de carbone acquis par électrolyse. Yang et al. optimisé la méthode hydrothermale originale pour synthétiser des points de carbone avec différentes fluorescences [21]. Cependant, ces méthodes sont limitées en raison de leur processus de synthèse compliqué, de leur procédure longue, de leurs exigences de fabrication strictes et de leurs matières premières coûteuses [25]. De plus, l'utilisation de solvants organiques comme passivants pour la réaction peut augmenter la toxicité des CD [26]. En outre, la plupart des CD signalés ont émis une fluorescence bleue sous excitation de lumière UV, ce qui a sérieusement entravé leur potentiel dans le domaine de l'imagerie biomédicale, attribué à la forte interférence de l'autofluorescence des tissus.

Ici, nous avons synthétisé des CD fluorescents verts via une pyrolyse thermique contrôlée en une étape verte et efficace de citrate de sodium dihydraté et d'urée. La DOX était conjuguée de manière non covalente à la surface des CD préparés pour l'administration de médicaments au moyen d'interactions hydrophobes et électrostatiques, ainsi que π -π interaction d'empilement [27,28,29]. La morphologie et la structure des CD ont été étudiées par microscopie électronique à transmission (MET) et analyse par diffraction des rayons X. Les propriétés optiques ont été évaluées par spectromètre UV-vis et spectres d'émission de photoluminescence (PL). La libération prolongée du médicament a été réalisée par la méthode de dialyse. L'absorption cellulaire et la distribution intracellulaire des DOX-CD ont été étudiées par une microcopie à fluorescence. L'effet anticancéreux des DOX-CD a été évalué par un test MTS standard. L'imagerie in vivo des CD a été réalisée sur des souris nude Balb/c. Enfin, la toxicité à long terme des CD a été étudiée par l'analyse histologique. Par conséquent, les CD préparés seraient un agent potentiel pour l'imagerie in vivo et l'administration ciblée de médicaments.

Matériaux et méthodes

Matériaux

Le citrate de sodium dihydraté, l'urée, la L-arginine, l'éthylènediamine acétone, le sulfate de quinine, le tampon phosphate salin (PBS), l'acide acétique, l'hydrogénophosphate disodique et le paraformaldéhyde ont été obtenus auprès de Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd (Shanghai, Chine). Le kit de dosage colorimétrique de prolifération cellulaire MTS (MTS), le milieu Eagle modifié de Dulbecco (DMEM/glucose élevé), la solution de pénicilline-streptomycine et la solution de trypsine-EDTA ont été achetés auprès de Beyotime Biotechnology Co. Ltd (Shanghai, Chine). Le sérum bovin fœtal (FBS) a été obtenu auprès de Tianhang Biotechnology Co. Ltd (Hangzhou, Chine). Les cellules de cancer de l'ovaire HO-8910 et les cellules endothéliales de veine ombilicale humaine EA.hy926 ont été obtenues auprès de l'Institut de nutrition et de santé de Shanghai, Académie chinoise des sciences (Shanghai, Chine). Le chlorhydrate de doxorubicine (DOX) a été acheté auprès de Sigma-Aldrich (Shanghai, Chine). Les sacs de dialyse (MWCO =1000 Da) ont été achetés auprès de SpectrumLabs (Los Angeles, CA, USA).

Synthèse de CD et DOX-CD

Brièvement, le citrate de sodium déshydraté (0,2 mmoL) et l'urée (5 mmoL) ont d'abord été dissous dans 1 mL d'eau DI. Ensuite, le mélange a été transféré dans un récipient en verre et carbonisé à 200 °C pendant 1 h. Par la suite, 1 mL d'eau DI et d'acétone (v/v, 1/3) ont été ajoutés et centrifugés à 10000 rpm pendant 10 min trois fois.

La DOX a été conjuguée sur les CD par l'interaction non covalente. Brièvement, du DOX.HCl (0,5 mg) a été ajouté à 5 mL de CD (5 mg/mL) puis agité pendant 48 h dans l'obscurité. La solution résultante a été dialysée contre de l'eau DI dans un sac de dialyse (MWCO =1000  Da) pendant 24 h pour obtenir un DOX-CD. Enfin, les DOX-CD ont été lyophilisés et conservés à 4 °C.

Caractérisation des CD et DOX-CD

La morphologie dimensionnelle des CD a été caractérisée par microscopie électronique à transmission (MET, FEI Tecnai G2 Spirit). Les mesures d'émission PL ont été effectuées sur un spectrophotomètre à fluorescence LS55 (PerkinElmer, Waltham, MA, USA). Le rendement quantique (QY ) des CD a été déterminé en utilisant une solution de sulfate de quinine dans H₂ SO₄ comme référence. La structure cristalline a été observée par un spectrophotomètre infrarouge à transformée de Fourier Bruker Tensor27 (Pike Corporation, Madison, Wisconsin). La spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS) a été réalisée à l'aide d'un spectromètre ESCALAB250Xi (Thermo, USA). Le potentiel Zeta a été mesuré avec un potentiomètre Zeta (Malvern Panalytical, Malvern, UK).

Étude de libération de médicament in vitro

La libération in vitro de DOX à partir de DOX-CD a été étudiée à l'aide d'un sac de dialyse. En bref, les DOX-CD ont été chargés dans le sac de dialyse et immergés dans du PBS (pH   7,4 et 5,0), respectivement, puis ont été placés dans un incubateur à agitation (37 °C, 100 rpm). Au moment prédéterminé, des échantillons de 0,5 ml ont été prélevés et remplacés par le même volume de PBS. La DOX libérée a été enregistrée par intensité de fluorescence à 590  nm.

Test de cytotoxicité in vitro

La cytotoxicité cellulaire des DOX-CD a été déterminée par un test MTS contre les cellules cancéreuses de l'ovaire HO-8910 et les cellules endothéliales de la veine ombilicale EA.hy926 [30, 31]. Brièvement, les cellules ont été ensemencées dans une plaque 96 puits à une concentration de 0,5 × 10 ⁵ cellules/mL, maintenu pendant 24 h pour permettre la fixation des cellules. Ensuite, des DOX-CD à diverses concentrations ont été ajoutées dans chaque puits. Après 24 h d'incubation, le milieu a été aspiré et 90 L de milieu et 10 L de MTS ont été ajoutés dans chaque puits. Après 4 h, l'absorbance à 490  nm a été mesurée à l'aide d'un lecteur de microplaques (BioTek Epoch, Service Card). Les viabilités cellulaires ont été exprimées en pourcentage de cellules de survie et rapportées en tant que moyennes de mesures en triple.

Étude d'imagerie cellulaire in vitro

Les cellules de cancer de l'ovaire HO-8910 ont été inoculées sur une plaque à 6 puits et incubées à 37°C pendant 24h pour l'attachement cellulaire. Ensuite, les cellules ont été incubées avec des DOX-CD pour permettre l'absorption cellulaire. Après 4h d'incubation, le milieu a été retiré et les cellules ont été lavées trois fois avec du PBS froid et fixées avec du paraformaldéhyde à 4 % pendant 10 min. Enfin, la morphologie et la distribution de fluorescence des cellules ont été visualisées par un microscope à fluorescence (Leica Microsystems, Wetzlar, Hessen, German).

Imagerie In Vivo

Les expérimentations animales ont été approuvées par le Comité de protection des animaux de l'Université médicale de Xuzhou [32]. Des souris nude Balb/c ont été utilisées pour évaluer le potentiel des CD en imagerie fluorescente. En bref, des souris nudes Balb/c ont reçu une injection sous-cutanée d'une solution aqueuse de CD (50 μL, 6 mg/mL) au site d'injection après injection intrapéritonéale de 2% de pentobarbital pour l'anesthésie. De plus, la biodistribution des CD dans le corps de la souris a également été étudiée en injectant les CD (5 mg/kg) via la veine caudale. Différents organes (cœur, rein, rate, foie, vessie) ont été collectés pour les évaluations de fluorescence à différents moments. L'imagerie de fluorescence animale a été prise sur un système d'imagerie Tanon-5200Multi Gel, et le temps d'exposition était de 1,0  s pour toutes les images de fluorescence.

Étude de toxicité in vivo

Des souris Kunming (femelles, 7 semaines) ont été utilisées pour étudier la toxicité à long terme in vivo des CD. Les souris Kunming ont été réparties au hasard en 2 groupes :les CD et le groupe témoin. Les souris ont reçu une injection de PBS et de CD via la veine caudale (6 mg/kg). Ensuite, les principaux organes, notamment le cœur, les poumons, les reins, le foie et la rate, ont été prélevés après 7 et 21 jours d'injection. Par la suite, les organes ont été fixés avec du paraformaldéhyde à 4 %, tranchés et colorés à l'hématoxyline et à l'éosine (H&E). Enfin, les coupes histologiques ont été observées au microscope optique (Leica Microsystems, Wetzlar, Hessen, Allemand).

Résultats et discussion

Caractérisation des CD et DOX-CD

Les CD ont été préparés selon une stratégie en une étape en utilisant du citrate de sodium déshydraté et de l'urée (citrate de sodium déshydraté/urée =1/25) à 200 °C pendant 1 h. La DOX a été conjuguée de manière covalente à la surface des CD préparés pour l'administration de médicaments (Schéma 1). Comme le montre l'image MET (Fig. 1a), les CD présentaient une morphologie sphérique uniforme avec un diamètre moyen de 2,75  nm et une distribution de taille relativement étroite. De plus, la structure cristalline des CD a pu être observée par l'image MET à haute résolution (fig. 1a en médaillon), indiquant une bonne cristallisation avec des franges de réseau visibles.

Préparation schématique des CD (a ) et DOX-CD (b )

Caractérisations des CD. un Images MET de CD (images MET haute résolution en médaillon). b Distribution de la taille des CD. c L'absorption UV-vis des DOX, des CD et des DOX-CD et les images incrustées montrent les CD sous la lumière naturelle et la lumière UV. d Spectres FTIR des CD et e L'émission PL de CD avec des longueurs d'onde d'excitation de 340 nm à 440 nm par incréments de 20 nm. f Spectre XPS de CD

La structure chimique des CD a été caractérisée par spectroscopie FTIR. Comme le montre la figure 1d, les pics nets à 3499 cm ⁻¹ et 1729 cm ⁻¹ affectés respectivement à –OH et –COOH, tandis que ceux à 780 cm ⁻¹ et 1372 cm ⁻¹ pourrait être attribué à N-H. On peut en conclure que les groupes carboxyle et amino existent à la surface des points de carbone en tant que groupes fonctionnels et modifient les macromolécules biologiques avec des fonctions spécifiques, ce qui offre la possibilité de poursuivre les recherches d'application des points de carbone.

De plus, les propriétés optiques des CD ont été étudiées en utilisant l'absorbance UV-vis et la spectroscopie PL. Comme le montre la figure 1c, les CD ont présenté un pic d'absorbance à 410 nm, et DOX a révélé un pic d'absorbance à 500 nm. Alors que les DOX-CD ont maintenu les pics d'absorbance des CD et de la DOX à 410 nm et 500  nm, respectivement, indiquant la conjugaison réussie de la DOX sur les CD. De plus, comme le montre la figure en médaillon de la figure 1c, la solution aqueuse de DOX-CD s'est révélée jaune clair et transparente à la lumière naturelle et la noix a viré au vert vif sous excitation UV. De plus, le rendement quantique de fluorescence a été calculé à 93 % avec le sulfate de quinine utilisé comme référence (QY =54%). Comme les CD étaient excités à des longueurs d'onde de 340 à 440  nm, le pic PL n'a montré presque aucun décalage, indiquant les propriétés d'émission indépendantes de l'excitation des CD. La longueur d'onde d'excitation maximale et le pic PL des CD sont respectivement de 400 et 525  nm. Le comportement PL indépendant de l'excitation peut résulter des états de surface uniformes des CD [33].

De plus, la composition élémentaire des CD a été déterminée par XPS. Comme le montre la figure 1f, le spectre XPS a déterminé que les CD étaient principalement constitués de carbone (C ), azote (N ), et l'oxygène (O ) et dont le rapport atomique correspondant était de 78,39 %, 7,52 % et 14,1 %, séparément. Trois pics typiques de C _1S , N _1S , et O _1S peut être observé à 284,8, 399,5 et 532,6  eV, respectivement. Pour être précis, C _1S le spectre affichait 3 pics à 284,8, 286,7 et 288,3  eV, représentant l'existence de liaisons C–C, C–N, C–O ou C=O, séparément (Figure S1A). Le spectre haute résolution pour N _1S a révélé un pic à 399,5 eV, qui ont été attribués à C–N. De plus, le O _1s Le spectre a également confirmé la présence de liaisons C=O et C–O à 531,9 et 532,6  eV, respectivement (Figure S1B).

L'intensité de fluorescence des CD a maintenu une stabilité merveilleuse à la fois à 4 °C et à température ambiante (figure S2A). La diminution de l'intensité de fluorescence à 4 °C en 2 semaines pendant moins de 10 % peut être négligée. Par conséquent, on s'attend à ce que les points de carbone possèdent une stabilité à long terme pour être utilisés comme agent d'imagerie biomédicale.

La figure S2B a illustré que les intensités de PL des CD diminuaient dans les solutions aqueuses de pH élevé (> 10) ou faible (<3). Néanmoins, l'intensité de la PL était stable dans une solution aqueuse à pH 3-10. Les CD tels que préparés appliqués au biomarquage et à la bio-imagerie doivent être co-incubés avec des cellules, où le pH est proche de la neutralité (pH =6-8), ce qui garantit la stabilité de la PL. Théoriquement, cela a indiqué que les CD préparés peuvent émettre une fluorescence avec une stabilité élevée dans les cellules pour le biomarquage et la bio-imagerie.

Afin de clarifier la stabilité de fluorescence des CD, le test anti-photoblanchiment de fluorescence a été réalisé. Comme le montre la figure S2C, par rapport aux points quantiques (CdTe) et aux colorants fluorescents traditionnels (DAPI), les points de carbone présentaient non seulement une intensité de fluorescence plus élevée, mais également une excellente résistance au photoblanchiment. En outre, les CD étaient également bien dispersés dans diverses solutions telles que l'eau DI, le PBS, le milieu FBS, le milieu DMEM et le milieu CM1-1, en attendant une excellente stabilité dans le système sanguin (Figure S3).

Les CD présentaient une valeur de potentiel zêta de − 31,1  mV (figure S4), ce qui peut être attribué à l'existence de groupes fonctionnels oxygène et carboxyle à la surface de ces particules. La DOX potentiellement chargée positivement peut être physiquement attachée à la surface des CD via une interaction électrostatique avec le groupe carboxyle et une interaction hydrophobe. Les DOX-CD affichent une valeur de potentiel zêta de - 9,7 µmV, confirmant la fabrication des complexes DOX-CD. De plus, les CD contiennent un sp ² -réseau de carbone qui peut charger la structure aromatique de la DOX via une forte π -π interactions. L'efficacité d'encapsulation optimale et l'efficacité de chargement de médicament ont été étudiées par diverses concentrations de DOX. Comme le montre la figure S5, l'efficacité d'encapsulation maximale a été calculée à 50,82 % avec l'efficacité de chargement correspondante de 6,82 % à 0,1  mg/mL de DOX.

Libération de médicaments in vitro de DOX-CD

Le comportement de libération de DOX in vitro à partir de DOX-CD a été réalisé dans du PBS pour étudier la libération de DOX sensible au pH. Pour le démontrer, les DOX-CD ont été incubées à différentes valeurs de pH (pH   7,4, 6,0 et 5,0) et la libération de DOX a été surveillée. Comme le montre la figure 2, les DOX-CD ont indiqué des profils de libération prolongée à pH   7,4, 6,0 et 5,0 pendant la période de repos. Les résultats ont indiqué que la libération de DOX dépendait du pH. Seulement 13 % de la DOX ont été libérés dans les 8  h lorsque les DOX-CD ont été incubées à pH 7,4. Cependant, lorsque la valeur du pH a été abaissée à 6,0 ou 5,0, plus de 35 % ou 65 % de DOX ont été libérés par les DOX-CD, respectivement, suggérant la sensibilité des DOX-CD au faible pH. Il a démontré que la quantité de DOX libérée augmentait à un pH inférieur, ce qui était attribué à une protonation accrue de -NH₂ groupes sur la DOX en milieu acide. Par conséquent, les DOX-CD peuvent interdire la fuite prématurée de DOX pendant la circulation sanguine et améliorer la libération intracellulaire de médicament. Il est d'un grand avantage pour le traitement efficace du cancer.

Profil de libération de DOX in vitro des DOX-CD à pH 5,0, 6,0 et 7,4

Test de cytotoxicité in vitro

La question de la biocompatibilité est critique pour les CD pour l'application dans l'imagerie biomédicale et l'administration de médicaments. La cytotoxicité des CD à diverses concentrations a été réalisée contre des cellules de cancer de l'ovaire HO-8910 et des cellules endothéliales de veine ombilicale EA.hy926. Comme le montre la figure 3a, les cellules HO-8910 et EA.hy926 ont maintenu une viabilité élevée supérieure à 85 %, même à une concentration élevée de 5  mg/mL, indiquant l'excellente biocompatibilité et la faible cytotoxicité des CD.

Cytotoxicité cellulaire in vitro. un Biocompatibilité des CD contre les cellules HO-8910 et EA.hy926. b Cytotoxicité cellulaire des DOX-CD et des CD contre les cellules tumorales HO-8910. Les valeurs sont exprimées en moyenne ± SD, (n =3)

Lorsqu'ils sont couplés à la DOX, les DOX-CD ont présenté une viabilité cellulaire dépendante de la concentration de DOX contre les cellules cancéreuses de l'ovaire HO-8910. Comme le montre la figure 3b, la viabilité cellulaire des DOX-CD était significativement inférieure à celle des CD sans DOX, en particulier lorsque la concentration de DOX était supérieure à 0,05  mg/mL, ce qui indique l'excellent effet anticancéreux des DOX-CD.

Étude d'absorption et d'étiquetage cellulaires in vitro

Pour évaluer la capacité d'absorption intracellulaire des DOX-CD, l'imagerie cellulaire a été étudiée sur les cellules HO-8910. Comme illustré sur la figure 4, une fluorescence verte et rouge vive a été observée dans les cellules cancéreuses attribuées à la présence de CD et de DOX, respectivement. En particulier, un signal de fluorescence verte intense localisé principalement dans le cytoplasme, indiquant la distribution intracellulaire des CD. À l'inverse, le signal rouge était significativement plus fort dans les noyaux cellulaires par rapport au cytoplasme, ce qui suggère que la DOX peut se dissocier avec les CD et se déplacer directement vers les noyaux cellulaires en raison de sa forte affinité avec l'ADN. On pourrait expliquer que la faible valeur du pH (5,0) dans l'endosome et le lysosome pourrait aider à la libération de DOX par les DOX-CD. Par conséquent, les DOX-CD pourraient être un agent prometteur pour le marquage cellulaire et l'administration intracellulaire de médicaments.

Absorption cellulaire in vitro des DOX-CD par les cellules HO-8910. Barre d'échelle =50 μm

Étude d'imagerie animale in vivo

Une souris nude a été administrée par voie sous-cutanée avec une solution aqueuse de CD (50 μL, 6 mg/mL). La souris a ensuite été anesthésiée par injection intrapertonéale de pentobarbital à 1 % et imagée par un système d'imagerie Tanon-5200Multi Gel sous une lumière d'excitation de 488 nm et un filtre d'émission de 535  nm. Comme le montre la figure 5a, une forte fluorescence verte a été observée au niveau de la tache administrée, ce qui implique que la fluorescence des CD pourrait pénétrer efficacement dans la peau et les tissus des souris. De plus, la souris est restée en bonne santé après les injections, indiquant que les CD étaient d'une excellente biocompatibilité et d'une faible toxicité pour les animaux. Compte tenu de tous les résultats, les CD étaient capables de servir de sonde de luminescence exceptionnelle pour la bio-imagerie in vitro et in vivo.

Test animal in vivo. un Imagerie fluorescente animale avec CD. b Imagerie ex vivo des souris après injection intraveineuse de CD à différentes périodes

De plus, la biodistribution et la voie d'excrétion des CD ont été réalisées en injectant la nanosonde via la veine caudale. À différents moments (0, 0,5, 1, 3  h), divers organes ont été disséqués pour l'imagerie par fluorescence. Comme le montre la figure 5b, le rein et la vessie ont révélé un signal de fluorescence beaucoup plus fort par rapport à d'autres organes, notamment le cœur, la rate et le foie après injection. De plus, le signal de fluorescence dans le rein a augmenté de manière significative dans les 0,5 h post-injection et a progressivement diminué après 1 h. Ensuite, le signal de fluorescence dans la vessie a augmenté progressivement de 0,5 h à 1 h, indiquant que les CD ont été délivrés à la vessie à partir du rein. Le résultat a indiqué que les CD pouvaient être excrétés et éliminés par le système des reins et de la vessie.

Test de toxicité à long terme in vivo

En outre, une étude de toxicité à long terme in vivo a également été réalisée pour étudier pleinement le potentiel d'utilisation des CD dans la recherche clinique. Les souris Kunming ont reçu une injection via la veine caudale avec du PBS et des CD, et les principaux organes (cœur, poumon, rein, foie, rate) ont été prélevés après 7 et 21 jours pour une analyse histologique. Par la suite, des figures de tissus histologiques ont été imagées au microscope pour évaluer la différence pathologique entre les groupes expérimentaux et le groupe témoin. Comme le montre la figure 6, aucune lésion organique notable ni lésion inflammatoire n'a été observée dans les principaux organes des animaux auxquels des CD ont été administrés, ce qui suggère que les CD tels que préparés étaient sans danger pour une utilisation clinique et une étude in vivo. Par conséquent, les CD verts tels que synthétisés étaient biocompatibles en tant que biomarqueur et sonde de bio-imagerie.

Analyse histologique des principaux organes après 7 et 21 jours d'administration de CD. Barre d'échelle =100 μm

Conclusion

En conclusion, ce travail a démontré une préparation rentable de CD fluorescents verts avec un QY élevé de 93 % pour la bio-imagerie et l'administration intracellulaire améliorée de médicaments. La DOX a été conjuguée avec succès sur les CD pour former les DOX-CD avec une bonne structure cristalline, une stabilité aqueuse remarquable et une excellente propriété de photoluminescence. Les DOX-CD pourraient répondre aux environnements de pH intracellulaires pour favoriser la libération intracellulaire déclenchée par l'acide. Attribué à la sensibilité au pH, les DOX-CD ont montré une inhibition efficace de la prolifération des cellules HO-8910. Les DOX-CD ont présenté une excellente capacité de marquage cellulaire et ont répondu au pH endo-/lysosomal pour libérer la DOX dans les cellules. Les CD ont agi comme des sondes fluorescentes à la fois in vitro et in vivo. Enfin, aucun effet toxique remarquable n'a été observé chez les souris traitées par CD par l'analyse histologique. Néanmoins, les travaux ont démontré que les CD préparés par la méthode rentable peuvent avoir un grand potentiel dans l'imagerie biomédicale et l'administration intracellulaire de médicaments.

Disponibilité des données et des matériaux

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article publié et ses fichiers d'informations supplémentaires.

Abréviations

CD :

Points de carbone

DOX :

Doxorubicine

CD-DOX :

Points de carbone piégés par la doxorubicine

FBS :

Sérum fœtal bovin

Test MTS :

Kit de dosage colorimétrique de prolifération cellulaire MTS

PBS :

Solution saline tamponnée au phosphate

QY :

Rendement quantique

TEM :

Microscopie électronique à transmission

XPS :

Spectroscopie photoélectronique aux rayons X