Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við gera síðuna án stíla og JavaScript.
Skilvirk ljósnæmandi efni eru sérstaklega mikilvæg fyrir útbreidda klíníska notkun ljósameðferðar.Hins vegar þjást hefðbundin ljósnæmandi efni almennt af frásogi á stuttri bylgjulengd, ófullnægjandi ljósstöðugleika, lítilli skammtaafrakstur hvarfgjarnra súrefnistegunda (ROS) og slokknun ROS af völdum samsöfnunar.Hér er greint frá nær-innrauðum (NIR) supramolecular photosensitizer (RuDA) sem miðlað er af sjálfssamsetningu Ru(II)-aren lífrænna málmfléttna í vatnslausn.RuDA getur aðeins myndað singlet súrefni (1O2) í samsettu ástandi, og það sýnir augljósa samloðun-framkallaða 1O2 kynslóð hegðun vegna verulegrar aukningar á krossferlinu milli singlet-triplet kerfisins.Undir virkni 808 nm leysiljóss sýnir RuDA 1O2 skammtaafrakstur upp á 16,4% (FDA-samþykkt indókýaníngrænt: ΦΔ=0,2%) og mikla ljóshitabreytingarnýtni upp á 24,2% (gull nanorods í viðskiptalegum tilgangi) með framúrskarandi ljósstöðugleika.: 21,0%, gull nanóskeljar: 13,0%).Þar að auki geta RuDA-NPs með góða lífsamrýmanleika helst safnast fyrir á æxlisstöðum, sem veldur verulegri afturför æxlis meðan á ljósaflfræðilegri meðferð stendur með 95,2% minnkun á æxlisrúmmáli in vivo.Þessi samsöfnunaraukning ljósaflfræðileg meðferð veitir stefnu til að þróa ljósnæmandi efni með hagstæða ljóseðlisfræðilega og ljósefnafræðilega eiginleika.
Í samanburði við hefðbundna meðferð er ljósaflfræðileg meðferð (PDT) aðlaðandi meðferð við krabbameini vegna verulegra kosta eins og nákvæmrar tímabundinnar stjórnunar, ífararleysis, hverfandi lyfjaþols og lágmarks aukaverkana 1,2,3.Við ljósgeislun er hægt að virkja ljósnæmandi efnin sem notuð eru til að mynda mjög hvarfgjarnar súrefnistegundir (ROS), sem leiðir til frumudauða/dreps eða ónæmissvörunar4,5. Hins vegar hafa flest hefðbundin ljósnæmandi efni, eins og klórín, porfýrín og antrakínón, tiltölulega stutta bylgjulengd frásog (tíðni < 680 nm), sem leiðir til lélegrar ljósgengni vegna mikils frásogs líffræðilegra sameinda (td hemóglóbíns og melaníns) í sýnilega svæðið6,7. Hins vegar hafa flest hefðbundin ljósnæmandi efni, eins og klórín, porfýrín og antrakínón, tiltölulega stutta bylgjulengd frásog (tíðni < 680 nm), sem leiðir til lélegrar ljósgengni vegna mikils frásogs líffræðilegra sameinda (td hemóglóbíns og melaníns) í sýnilega svæðið6,7. 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. Hins vegar hafa algengustu ljósnæmandi efni eins og klórín, porfýrín og antrakínón tiltölulega stutta bylgjulengd frásog (< 680 nm) sem leiðir til lélegrar ljósgengni vegna mikillar frásogs líffræðilegra sameinda (td hemóglóbíns og melaníns) inn á sýnilega svæði6,7.然而 ， 大多数 传统 的 ， ， 如 二 氢 卟酚 、 卟啉 和 蒽醌 ， 具有 相对 较 短 的 波长 吸收 （频率 频率 频率 频率 频率 血红 血红 血红 血红 血红 血红 血红 蛋白 蛋白 蒽醌 ， 对 吸收 ， ， 生物 分子 （如 血红.导致光穿透性差.然而 ， 大多数 传统 的 光敏剂 ， 二 氢 卟酚 、 卟啉 蒽醌 ， 具有 相对 较 短 的 波长 吸收 （频率 频率 频率 黑色素 黑色素 黑色素 频率 频率 蒽醌 蒽醌 蒽醌 蒽醌 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉 卟啉.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. Hins vegar hafa flest hefðbundin ljósnæmandi efni eins og klórín, porfýrín og antrakínón tiltölulega stutt bylgjulengd frásog (tíðni < 680 nm) vegna mikils frásogs lífsameinda eins og hemóglóbíns og melaníns sem leiðir til lélegrar ljósgengni.Sýnilegt svæði 6.7.Þess vegna henta nær-innrauða (NIR) ljósnæmandi efni sem eru virkjuð í 700–900 nm „meðferðarglugganum“ vel til ljósameðferðar.Þar sem nálægt innrauðu ljósi er minnst frásogast af líffræðilegum vefjum, getur það leitt til dýpri skarpskyggni og minni ljósskemmda8,9.
Því miður hafa núverandi NIR-gleypandi ljósnæmarar almennt lélegan ljósstöðugleika, lága myndun súrefnis (1O2) getu og 1O2 stöðvun af völdum samsöfnunar, sem takmarkar klíníska notkun þeirra10,11.Þrátt fyrir að miklar tilraunir hafi verið gerðar til að bæta ljóseðlisfræðilega og ljósefnafræðilega eiginleika hefðbundinna ljósnæma, hafa hingað til nokkrar skýrslur greint frá því að NIR-gleypandi ljósnæmarar geti leyst öll þessi vandamál.Að auki hafa nokkrir ljósnæmarar sýnt loforð um skilvirka myndun 1O212,13,14 þegar það er geislað með ljósi yfir 800 nm, þar sem ljóseindaorkan minnkar hratt á nær-IR svæðinu.Trífenýlamín (TFA) sem rafeindagjafi og [1,2,5]þíadíasól-[3,4-i]dípýrídó[a,c]fenasín (TDP) sem rafeindaviðtakahópur Gjöf-viðtaka (DA) litarefni í flokki af litarefnum, gleypa nær-innrauða, sem hafa verið mikið rannsökuð fyrir nær-innrauða lífmyndatöku II og ljóshitameðferð (PTT) vegna þröngs bandbils þeirra.Þannig er hægt að nota DA-gerð litarefni fyrir PDT með nær-IR örvun, þó að þau hafi sjaldan verið rannsökuð sem ljósnæmandi fyrir PDT.
Það er vel þekkt að mikil skilvirkni millikerfa krossa (ISC) ljósnæma stuðlar að myndun 1O2.Algeng stefna til að efla ISC ferlið er að auka snúningsbrautartengingu (SOC) ljósnæma með því að setja inn þung atóm eða sérstaka lífræna hluta.Hins vegar hefur þessi nálgun enn nokkra ókosti og takmarkanir19,20.Nýlega hefur supramolecular sjálfsamsetning veitt botn-upp skynsamlega nálgun til að búa til hagnýt efni á sameindastigi,21,22 með fjölmörgum kostum í ljósameðferð: (1) sjálfsamsett ljósnæmandi efni geta haft möguleika á að mynda borði.Svipað og rafeindamannvirki með þéttari dreifingu orkustigs vegna skarast brauta milli byggingareininga.Þess vegna mun orkusamsvörunin milli neðra örvunarástandsins (S1) og nágrannaspennuástandsins (Tn) batna, sem er gagnlegt fyrir ISC ferlið 23, 24 .(2) Samsetning ofursameinda mun draga úr slökun án geislunar sem byggir á innri sameindahreyfingartakmörkun (RIM), sem einnig stuðlar að ISC ferli 25, 26.(3) Yfirsameindasamsetningin getur verndað innri sameindir einliða gegn oxun og niðurbroti og þar með bætt ljósstöðugleika ljósnæmandi efnisins til muna.Í ljósi ofangreindra kosta teljum við að ljósnæmandi kerfi fyrir ofan sameinda geti verið efnilegur valkostur til að sigrast á göllum PDT.
Ru(II)-undirstaða fléttur eru efnilegur læknisfræðilegur vettvangur fyrir hugsanlega notkun við greiningu og meðferð sjúkdóma vegna einstakra og aðlaðandi líffræðilegra eiginleika þeirra28,29,30,31,32,33,34.Þar að auki veitir gnægð spenntra ástanda og stillanlegir ljóseðlisefnafræðilegir eiginleikar Ru(II)-byggðra fléttna mikla kosti fyrir þróun Ru(II)-undirstaða ljósnæmandi efna35,36,37,38,39,40.Athyglisvert dæmi er rúthenium(II) pólýpýridýl flókið TLD-1433, sem er nú í II. stigs klínískum rannsóknum sem ljósnæmandi til meðferðar á krabbameini í þvagblöðru sem ekki er ífarandi í vöðvum (NMIBC)41.Að auki eru rúthenium(II)aren lífræn málmfléttur mikið notaðar sem krabbameinslyf til krabbameinsmeðferðar vegna lítillar eiturverkana þeirra og auðveldrar breytingar42,43,44,45.Jónaeiginleikar Ru(II)-aren lífrænna málmfléttna geta ekki aðeins bætt lélegan leysni DA litninga í algengum leysum, heldur einnig bætt samsetningu DA litninga.Þar að auki getur gervi-octahedral hálf-samloka uppbygging lífrænna málmfléttna Ru(II)-arena sterískt komið í veg fyrir H-samloðun DA-gerð litninga og þar með auðveldað myndun J-samloðun með rauðbreyttum frásogsböndum.Hins vegar geta eðlislægir ókostir Ru(II)-aren-fléttna, eins og lítill stöðugleiki og/eða lélegt aðgengi, haft áhrif á meðferðaráhrif og virkni arene-Ru(II)-fléttna in vivo.Hins vegar hafa rannsóknir sýnt að hægt er að yfirstíga þessa ókosti með því að hjúpa rútheníumfléttur með lífsamrýmanlegum fjölliðum með líkamlegri hjúpun eða samgildri samtengingu.
Í þessari vinnu greinum við frá DA-tengdum fléttum af Ru(II)-aren (RuDA) með NIR-kveikju í gegnum samhæfingartengi milli DAD-litningsins og Ru(II)-aren-hlutans.Flétturnar sem myndast geta sjálf safnast saman í málm-supramolecular blöðrur í vatni vegna ósamgildra milliverkana.Sérstaklega, supramolecular samkoma gæddur RuDA með fjölliðun-völdum intersystem cross-over eiginleika, sem verulega jók ISC skilvirkni, sem var mjög hagstætt fyrir PDT (Mynd 1A).Til að auka æxlissöfnun og in vivo lífsamrýmanleika, var FDA-samþykkt Pluronic F127 (PEO-PPO-PEO) notað til að hylja RuDA47,48,49 til að búa til RuDA-NP nanóagnir (Mynd 1B) sem virkuðu sem mjög skilvirkt PDT / Dual- ham PTT proxy.Í krabbameinsljósameðferð (Mynd 1C) var RuDA-NP notað til að meðhöndla naktar mýs með MDA-MB-231 æxlum til að rannsaka virkni PDT og PTT in vivo.
Skýringarmynd af ljóseðlisfræðilegum aðferðum RuDA í einliða og samanlögðum formum fyrir krabbameinsljósameðferð, nýmyndun B RuDA-NPs og C RuDA-NPs fyrir NIR-virkjað PDT og PTT.
RuDA, sem samanstendur af TPA og TDP virkni, var útbúið í samræmi við aðferðina sem sýnd er á aukamynd 1 (Mynd 2A), og RuDA einkenndist af 1H og 13C NMR litróf, rafúðajónunarmassagreiningu og frumefnagreiningu (aukamyndir 2-4 ).RuDA rafeindaþéttleikamismunakortið af lægstu stakkaskiptum var reiknað út með tímaháðri þéttleika virknikenningu (TD-DFT) til að rannsaka hleðsluflutningsferlið.Eins og sýnt er á aukamynd 5, rekur rafeindaþéttleiki aðallega frá þrífenýlamíni yfir í TDP viðtakseininguna eftir ljósörvun, sem má rekja til dæmigerðs millisameindahleðsluflutnings (CT).
Efnafræðileg uppbygging málmgrýtis B Frásogsróf málmgrýtis í blöndum af ýmsum hlutföllum DMF og vatns.C Stöðluð frásogsgildi RuDA (800 nm) og ICG (779 nm) á móti tíma við 0,5 W cm-2 af 808 nm leysiljósi.D Ljósniðurbrot ABDA er gefið til kynna með RuDA-framkallaðri myndun 1O2 í DMF/H2O blöndum með mismunandi vatnsinnihaldi undir áhrifum leysigeislunar með bylgjulengd 808 nm og krafti 0,5 W/cm2.
Útdráttur—UV-sýnileg frásogsrófsgreining var notuð til að rannsaka sjálfsamsetningareiginleika málmgrýtis í blöndu af DMF og vatni í ýmsum hlutföllum.Eins og sýnt er á mynd.2B, RuDA sýnir gleypnisvið frá 600 til 900 nm í DMF með hámarks gleypnisviði við 729 nm.Aukið vatnsmagn leiddi til hægfara rauðsfærslu á hámarksupptöku málmgrýti í 800 nm, sem gefur til kynna J-samsöfnun málmgrýtis í samsettu kerfinu.Ljósljómunarróf RuDA í mismunandi leysum eru sýnd á aukamynd 6. RuDA virðist sýna dæmigerða NIR-II ljóma með hámarksbylgjulengd útblásturs u.þ.b.1050 nm í CH2Cl2 og CH3OH, í sömu röð.Stóra Stokes breytingin (um 300 nm) RuDA gefur til kynna marktæka breytingu á rúmfræði örvaða ástandsins og myndun lágorku örvaða ástands.Lýsingarskammtaafrakstur málmgrýtis í CH2Cl2 og CH3OH var ákvarðaður vera 3,3 og 0,6%, í sömu röð.Hins vegar, í blöndu af metanóli og vatni (5/95, v/v) varð vart við lítilsháttar rauðvik á losuninni og minnkun á skammtauppskeru (0,22%), sem gæti stafað af sjálfsamsetningu Ore. .
Til að sjá sjálfsamsetningu ORE, notuðum við fljótandi atómkraftssmásjá (AFM) til að sjá formfræðilegar breytingar á ORE í metanóllausn eftir að vatni var bætt við.Þegar vatnsinnihald var undir 80% sást ekki skýr samsöfnun (aukamynd 7).Hins vegar, með frekari aukningu á vatnsinnihaldi í 90–95%, komu fram litlar nanóagnir, sem bentu til sjálfsamsetningar málmgrýti.Að auki hafði leysigeislun með bylgjulengd 808 nm ekki áhrif á frásogsstyrk RuDA í vatnsvatni. lausn (mynd 2C og aukamynd 8).Aftur á móti lækkaði gleypni indókýaníngræns (ICG sem viðmiðunar) hratt við 779 nm, sem gefur til kynna framúrskarandi ljósstöðugleika RuDA.Að auki var stöðugleiki RuDA-NPs í PBS (pH = 5,4, 7,4 og 9,0), 10% FBS og DMEM (hár glúkósa) kannaður með UV-sýnilegri frásogsgreiningu á ýmsum tímapunktum.Eins og sýnt er á viðbótarmynd 9, sáust smávægilegar breytingar á RuDA-NP frásogsböndum í PBS við pH 7,4/9,0, FBS og DMEM, sem gefur til kynna framúrskarandi stöðugleika RuDA-NP.Hins vegar fannst vatnsrof á málmgrýti í súrum miðli (рН = 5,4).Við metum einnig frekar stöðugleika RuDA og RuDA-NP með hágæða vökvaskiljun (HPLC) aðferðum.Eins og sýnt er á viðbótarmynd 10 var RuDA stöðugt í blöndu af metanóli og vatni (50/50, rúmmálshlutfall) fyrstu klukkustundina og vatnsrof sást eftir 4 klukkustundir.Hins vegar sást aðeins breiður íhvolfur-kúpt toppur fyrir RuDA NPs.Þess vegna var gel gegndræpiskiljun (GPC) notuð til að meta stöðugleika RuDA NPs í PBS (pH = 7,4).Eins og sýnt er á viðbótarmynd 11, eftir 8 klukkustunda ræktun við prófaðar aðstæður, breyttust topphæð, toppbreidd og toppflatarmál NP RuDA ekki marktækt, sem gefur til kynna framúrskarandi stöðugleika NP RuDA.Að auki sýndu TEM myndir að formgerð RuDA-NP nanóagnanna hélst nánast óbreytt eftir 24 klukkustundir í þynntri PBS jafnalausn (pH = 7,4, viðbótarmynd 12).
Vegna þess að sjálfsamsetning getur veitt Ore mismunandi hagnýta og efnafræðilega eiginleika, sáum við losun 9,10-antracendiylbis(metýlen)dímalónsýru (ABDA, vísir 1O2) í metanól-vatnsblöndum.Málmgrýti með mismunandi vatnsinnihaldi50.Eins og sýnt er á mynd 2D og aukamynd 13, sást ekkert niðurbrot á ABDA þegar vatnsinnihald var undir 20%.Með aukningu á raka í 40% varð niðurbrot á ABDA, eins og sést af lækkun á styrk ABDA flúrljómunar.Einnig hefur komið fram að hærra vatnsinnihald leiðir til hraðari niðurbrots, sem bendir til þess að RuDA sjálfsamsetning sé nauðsynleg og gagnleg fyrir niðurbrot ABDA.Þetta fyrirbæri er mjög ólíkt nútíma ACQ (aggregation-induced quenching) litningum.Þegar geislað er með leysi með bylgjulengd 808 nm er skammtaafrakstur 1O2 RuDA í blöndu af 98% H2O/2% DMF 16,4%, sem er 82 sinnum hærra en ICG (ΦΔ = 0,2%)51, sýna fram á ótrúlega kynslóðarhagkvæmni 1O2 RuDA í samsöfnunarástandi.
Rafeindasnúningur með því að nota 2,2,6,6-tetrametýl-4-píperidínón (TEMP) og 5,5-dímetýl-1-pýrrólín N-oxíð (DMPO) sem snúningsgildrur Ómun litrófsgreining (ESR) var notuð til að bera kennsl á tegundirnar sem mynduðust AFK.eftir RuDA.Eins og sýnt er á aukamynd 14 hefur verið staðfest að 1O2 myndast við geislunartíma á bilinu 0 til 4 mínútur.Að auki, þegar RuDA var ræktað með DMPO undir geislun, fannst dæmigert fjögurra lína EPR merki 1:2:2:1 DMPO-OH· adduct, sem gefur til kynna myndun hýdroxýlradicals (OH·).Á heildina litið sýna ofangreindar niðurstöður getu RuDA til að örva ROS framleiðslu með tvöföldum gerð I/II ljósnæmingarferli.
Til að skilja betur rafræna eiginleika RuDA í einliða og samanlögðum formum voru landamæra sameindasvigrúm RuDA í einliða og tvíliða formum reiknuð út með DFT aðferðinni.Eins og sýnt er á mynd.3A er hæsta uppteknu sameindasvigrúmið (HOMO) einliða RuDA afstaðbundið meðfram bindilhryggjarliðinu og lægsta óupptekna sameindasvigrúmið (LUMO) er staðsett á TDP viðtakseiningunni.Þvert á móti er rafeindaþéttleiki í tvíliða HOMO einbeitt að bindli einnar RuDA sameindar, en rafeindaþéttleiki í LUMO er aðallega einbeitt í viðtakseiningu annarrar RuDA sameindar, sem gefur til kynna að RuDA sé í dimer.Eiginleikar CT.
A HOMO og LUMO ore eru reiknuð í einliða og tvíliða formum.B Einliða og þríliða orkustig málmgrýti í einliða og tvíliða.C Áætlað magn RuDA og mögulegra ISC rása sem einliða C og tvíliða D. Örvar gefa til kynna mögulegar ISC rásir.
Dreifing rafeinda og hola í lágorku singlet örvuðu ástandi RuDA í einliða og tvíliða formi var greind með Multiwfn 3.852.53 hugbúnaðinum, sem voru reiknuð út með TD-DFT aðferð.Eins og tilgreint er á viðbótarmiðanum.Eins og sýnt er á myndum 1-2, eru einliða RDA holur að mestu fluttar meðfram bindilhryggnum í þessum singlet örvuðu ástandi, en rafeindir eru að mestu staðsettar í TDP hópnum, sem sýnir innra sameinda eiginleika CT.Þar að auki, fyrir þessi örvunarástand, er meira og minna skörun á milli hola og rafeinda, sem bendir til þess að þessi örvunarástand sem örvað er í stakkút leggi eitthvað af mörkum frá staðbundinni örvun (LE).Fyrir dímer, auk innansameinda CT og LE eiginleika, sást ákveðið hlutfall millisameinda CT eiginleika í viðkomandi ríkjum, sérstaklega S3, S4, S7 og S8, byggt á millisameinda CT greiningu, með CT millisameindabreytingum sem helstu (Viðbótartafla).3).
Til að skilja betur niðurstöður tilrauna, könnuðum við frekar eiginleika RuDA spenntra ríkja til að kanna muninn á einliða og tvíliða (viðbótartöflur 4-5).Eins og sýnt er á mynd 3B, eru orkustig einliða og þríhyrnings örvaða stöðu tvíliða miklu þéttari en einliða, sem hjálpar til við að minnka orkubilið milli S1 og Tn. Greint hefur verið frá því að ISC umskiptin gætu orðið að veruleika innan lítillar orkubils (ΔES1-Tn < 0,3 eV) milli S1 og Tn54. Greint hefur verið frá því að ISC umskiptin gætu orðið að veruleika innan lítillar orkubils (ΔES1-Tn < 0,3 eV) milli S1 og Tn54. Сообщалось, что переходы ISC могут быть реализованы в пределах небольшой энергетической щели (ΔES1-жn. ДES1-жn. Greint hefur verið frá því að ISC umbreytingar geti orðið að veruleika innan lítillar orkubils (ΔES1-Tn <0,3 eV) milli S1 og Tn54.据报道，ISC 跃迁可以在S1 和Tn54 之间的小能隙（ΔES1-Tn < 0.3 eV）内实现。据报道，ISC 跃迁可以在S1 和Tn54 之间的小能隙（ΔES1-Tn < 0.3 eV）内实现。 Сообщалось, что переход ISC может быть реализован в пределах небольшой энергетической щели (ΔДES1,-Tn.4n.3n.3n. Greint hefur verið frá því að ISC umskiptin geti orðið að veruleika innan lítillar orkubils (ΔES1-Tn < 0,3 eV) milli S1 og Tn54.Að auki verður aðeins eitt sporbraut, upptekið eða óupptekið, að vera frábrugðið í bundnu einliða- og þríliðaástandi til að fá SOC-heild sem ekki er núll.Þannig, byggt á greiningu á örvunarorkunni og svigrúmsbreytingunni, eru allar mögulegar rásir ISC umbreytingarinnar sýndar á myndum.3C,D.Athyglisvert er að aðeins ein ISC rás er fáanleg í einliðanum, en tvíliðaformið hefur fjórar ISC rásir sem geta aukið ISC umskiptin.Þess vegna er eðlilegt að gera ráð fyrir að því fleiri RuDA sameindir sem safnast saman, því aðgengilegri verða ISC rásirnar.Þess vegna geta RuDA einingar myndað tveggja banda rafeindamannvirki í singlet og triplet ástandi, minnkað orkubilið milli S1 og tiltækt Tn, og þar með aukið skilvirkni ISC til að auðvelda 1O2 myndun.
Til að skýra frekar undirliggjandi vélbúnaðinn, mynduðum við viðmiðunarefnasamband af arene-Ru(II) flókinu (RuET) með því að skipta út tveimur etýlhópum fyrir tvo trífenýlamínfenýlhópa í RuDA (Mynd 4A, fyrir fulla lýsingu, sjá ESI, viðbót 15 -21 ) Frá gjafa (díetýlamíni) til viðtakanda (TDF), hefur RuET sömu CT-einkenni innan sameinda og RuDA.Eins og búist var við sýndi frásogsróf RuET í DMF lágt orkuhleðsluflutningsband með sterkri frásog á nær innrauða svæðinu á svæðinu 600-1100 nm (mynd 4B).Að auki sást RuET samsöfnun einnig með auknu vatnsinnihaldi, sem endurspeglaðist í rauðviku hámarks frásogs, sem var staðfest frekar með fljótandi AFM myndgreiningu (aukamynd. 22).Niðurstöðurnar sýna að RuET, eins og RuDA, getur myndað innansameindaástand og sameinast sjálf í samansafnaðar mannvirki.
Efnafræðileg uppbygging RuET.B Frásogsróf RuET í blöndum með mismunandi hlutföllum af DMF og vatni.Lóðir C EIS Nyquist fyrir RuDA og RuET.Ljósstraumssvörun D af RuDA og RuET undir áhrifum leysigeislunar með bylgjulengd 808 nm.
Ljósniðurbrot ABDA í viðurvist RuET var metið með geislun með leysi með bylgjulengd 808 nm.Það kemur á óvart að ekkert niðurbrot á ABDA varð vart í ýmsum vatnsbrotum (aukamynd. 23).Hugsanleg ástæða er sú að RuET getur ekki á skilvirkan hátt myndað bandaðri rafeindabyggingu vegna þess að etýlkeðjan stuðlar ekki að skilvirkum hleðsluflutningi milli sameinda.Þess vegna voru gerðar rafefnafræðileg viðnám litrófsgreining (EIS) og skammvinn ljósstraumsmælingar til að bera saman ljóseiginleika RuDA og RuET.Samkvæmt Nyquist söguþræðinum (Mynd 4C) sýnir RuDA mun minni radíus en RuET, sem þýðir að RuDA56 hefur hraðari rafeindaflutninga milli sameinda og betri leiðni.Að auki er ljósstraumsþéttleiki RuDA mun hærri en RuET (mynd 4D), sem staðfestir betri hleðsluflutningsskilvirkni RuDA57.Þannig gegnir fenýlhópurinn af þrífenýlamíni í málmgrýti mikilvægu hlutverki við að veita millisameinda hleðsluflutning og myndun bandaðri rafeindabyggingar.
Til að auka æxlissöfnun og in vivo lífsamrýmanleika, hjúpuðum við RuDA frekar með F127.Meðal vatnsaflsþvermál RuDA-NPs var ákvarðað vera 123,1 nm með þröngri dreifingu (PDI = 0,089) með því að nota dýnamíska ljósdreifingu (DLS) aðferðina (Mynd 5A), sem stuðlaði að æxlissöfnun með því að auka gegndræpi og varðveislu.EPR) áhrif.TEM myndirnar sýndu að Ore NPs hafa samræmda kúlulaga lögun með meðalþvermál 86 nm.Athyglisvert er að frásogshámark RuDA-NPs birtist við 800 nm (aukamynd. 24), sem gefur til kynna að RuDA-NPs geti haldið virkni og eiginleikum sjálfsamsettra RuDAs.Reiknuð ROS skammtaafrakstur fyrir NP Ore er 15,9%, sem er sambærilegt við Ore. Ljóshitaeiginleikar RuDA NPs voru rannsakaðir undir virkni leysigeislunar með bylgjulengd 808 nm með innrauðri myndavél.Eins og sýnt er á mynd.5B,C, viðmiðunarhópurinn (aðeins PBS) upplifði lítilsháttar hækkun á hitastigi, en hitastig RuDA-NPs lausnarinnar jókst hratt með hækkandi hitastigi (ΔT) í 15,5, 26,1 og 43,0°C.Hár styrkur var 25, 50 og 100 µM, í sömu röð, sem gefur til kynna sterk ljóshitaáhrif RuDA NPs.Að auki voru gerðar mælingar á hita/kælingu hringrás til að meta ljóshitastöðugleika RuDA-NP og bera saman við ICG.Hitastig Ore NPs lækkaði ekki eftir fimm hitunar/kælingulotur (mynd 5D), sem gefur til kynna framúrskarandi ljóshitastöðugleika Ore NPs.Aftur á móti sýnir ICG lægri ljóshitastöðugleika eins og sést af því að ljóshitahitahásléttan virðist hverfa við sömu aðstæður.Samkvæmt fyrri aðferð58 var ljóshitabreytingarvirkni (PCE) RuDA-NP reiknuð sem 24,2%, sem er hærra en núverandi ljóshitaefni eins og gullnanóstöng (21,0%) og gullnanoskeljar (13,0%)59.Þannig sýna NP Ore framúrskarandi ljóshitaeiginleika, sem gerir þá að efnilegum PTT efnum.
Greining á DLS og TEM myndum af RuDA NPs (innfellt).B Hitamyndir af ýmsum styrkjum RuDA NP sem verða fyrir leysigeislun á bylgjulengd 808 nm (0,5 W cm-2).C Ljósvarmabreytingarferlar mismunandi styrks NP-efna úr málmgrýti, sem eru megindleg gögn.B. D Hitastigsaukning á ORE NP og ICG yfir 5 hita- og kælingarlotur.
Ljósfrumueiturhrif RuDA NPs gegn MDA-MB-231 brjóstakrabbameinsfrumum úr mönnum voru metin in vitro.Eins og sýnt er á mynd.6A, B, RuDA-NPs og RuDA sýndu hverfandi frumudrepandi áhrif án geislunar, sem gefur til kynna minni dökkeitrun RuDA-NPs og RuDA.Hins vegar, eftir útsetningu fyrir leysigeislun á bylgjulengd 808 nm, sýndu RuDA og RuDA NP sterk ljósfrumueiturhrif gegn MDA-MB-231 krabbameinsfrumum með IC50 gildi (hámarks hamlandi styrkur) upp á 5,4 og 9,4 μM, í sömu röð, sem sýnir að RuDA-NP og RuDA hafi möguleika á krabbameinsljósameðferð.Að auki voru ljósfrumueiturhrif RuDA-NP og RuDA rannsökuð frekar í nærveru C-vítamíns (Vc), sem er ROS-hreinsiefni, til að skýra hlutverk ROS í frumueiturhrifum af völdum ljóss.Augljóslega jókst lífvænleiki frumna eftir að Vc var bætt við og IC50 gildi RuDA og RuDA NPs voru 25,7 og 40,0 μM, í sömu röð, sem sannar mikilvægan þátt ROS í ljósfrumueiturhrifum RuDA og RuDA NPs.Birtueiturhrif RuDA-NPs og RuDA af völdum ljóss í MDA-MB-231 krabbameinsfrumum með litun lifandi/dauðra frumna með því að nota calcein AM (grænt flúrljómun fyrir lifandi frumur) og própídínjoðíð (PI, rauð flúrljómun fyrir dauða frumur).staðfest af frumum) sem flúrljómandi rannsaka.Eins og sýnt er á mynd 6C héldu frumur sem voru meðhöndlaðar með RuDA-NP eða RuDA lífvænlegar án geislunar, eins og sést af mikilli grænu flúrljómun.Þvert á móti, við leysigeislun sást aðeins rauð flúrljómun, sem staðfestir áhrifaríka ljósfrumueiturhrif RuDA eða RuDA NPs.Það er athyglisvert að græn flúrljómun birtist við viðbót Vc, sem gefur til kynna brot á ljósfrumueiturhrifum RuDA og RuDA NPs.Þessar niðurstöður eru í samræmi við in vitro prófun á ljósfrumueiturhrifum.
Skammtaháð lífvænleiki A RuDA- og B RuDA-NP frumna í MDA-MB-231 frumum í nærveru eða fjarveru Vc (0,5 mM), í sömu röð.Villustikur, meðaltal ± staðalfrávik (n = 3). Ópöruð, tvíhliða t próf *p < 0,05, **p < 0,01 og ***p < 0,001. Ópöruð, tvíhliða t próf *p < 0,05, **p < 0,01 og ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 og ***p <0,001. Ópöruð tvíhliða t-próf *p<0,05, **p<0,01 og ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05、**p < 0,01 和***p < 0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05、**p < 0,01 和***p < 0,001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 og ***p <0,001. Ópöruð tvíhliða t-próf *p<0,05, **p<0,01 og ***p<0,001.C Litunargreining á lifandi/dauðum frumum með því að nota kalsín AM og própidíumjoðíð sem flúrljómandi rannsaka.Mælikvarðarstöng: 30 µm.Sýndar eru dæmigerðar myndir af þremur líffræðilegum endurteknum úr hverjum hópi.D Confocal flúrljómun myndir af ROS framleiðslu í MDA-MB-231 frumum við mismunandi meðferðaraðstæður.Grænt DCF flúrljómun gefur til kynna nærveru ROS.Geisla skal með leysi með bylgjulengd 808 nm með krafti 0,5 W/cm2 í 10 mínútur (300 J/cm2).Mælikvarðarstöng: 30 µm.Sýndar eru dæmigerðar myndir af þremur líffræðilegum endurteknum úr hverjum hópi.E Flæðifrumumæling RuDA-NPs (50 µM) eða RuDA (50 µM) meðferðargreining með eða án 808 nm leysir (0,5 W cm-2) í nærveru og fjarveru Vc (0,5 mM) í 10 mín.Sýndar eru dæmigerðar myndir af þremur líffræðilegum endurteknum úr hverjum hópi.F Nrf-2, HSP70 og HO-1 af MDA-MB-231 frumum meðhöndlaðar með RuDA-NPs (50 µM) með eða án 808 nm leysigeislunar (0,5 W cm-2, 10 mín, 300 J cm-2), frumur tjá 2).Sýndar eru dæmigerðar myndir af tveimur líffræðilegum endurteknum úr hverjum hópi.
Innanfrumu ROS framleiðsla í MDA-MB-231 frumum var skoðuð með 2,7-díklórdíhýdróflúorescein díasetati (DCFH-DA) litunaraðferð.Eins og sýnt er á mynd.6D, frumur meðhöndlaðar með RuDA-NPs eða RuDA sýndu áberandi græna flúrljómun þegar þær voru geislaðar með 808 nm leysinum, sem gefur til kynna að RuDA-NPs og RuDA hafi skilvirka getu til að mynda ROS.Þvert á móti, í fjarveru ljóss eða í nærveru Vc, sást aðeins veikt flúrljómunarmerki frumanna, sem benti til lítils háttar myndun ROS.Innanfrumu ROS gildi í RuDA-NP frumum og RuDA meðhöndluðum MDA-MB-231 frumum voru ákvarðað frekar með frumuflæðismælingu.Eins og sýnt er á viðbótarmynd 25 var meðalflúrljómunarstyrkur (MFI) sem myndast af RuDA-NPs og RuDA undir 808 nm leysigeislun marktækt aukinn um það bil 5,1 og 4,8 sinnum, í sömu röð, samanborið við samanburðarhópinn, sem staðfestir frábæra myndun þeirra AFK.getu.Hins vegar var innanfrumu ROS gildi í RuDA-NP eða MDA-MB-231 frumum sem voru meðhöndlaðar með RuDA aðeins sambærilegt við samanburðarhópa án leysigeislunar eða í viðurvist Vc, svipað og niðurstöður samflúorkuflúrljómunargreiningar.
Sýnt hefur verið fram á að hvatberar eru aðalmarkmið Ru(II)-arenfléttna60.Þess vegna var undirfrumustaðsetning RuDA og RuDA-NPs rannsökuð.Eins og sýnt er á viðbótarmynd 26 sýna RuDA og RuDA-NP svipað frumudreifingarsnið með mestu uppsöfnun í hvatberum (62,5 ± 4,3 og 60,4 ± 3,6 ng/mg prótein, í sömu röð).Hins vegar fannst aðeins lítið magn af Ru í kjarnabrotum Ore og NP Ore (3,5 og 2,1%, í sömu röð).Afgangur frumuhlutans innihélt leifar af rúteníum: 31,7% (30,6 ± 3,4 ng/mg prótein) fyrir RuDA og 42,9% (47,2 ± 4,5 ng/mg prótein) fyrir RuDA-NPs.Almennt er málmgrýti og NP málmgrýti aðallega safnað í hvatbera.Til að meta truflun á starfsemi hvatbera notuðum við JC-1 og MitoSOX Red litun til að meta möguleika á himnu hvatbera og framleiðslugetu ofuroxíðs, í sömu röð.Eins og sýnt er á viðbótarmynd 27, sást mikil græn (JC-1) og rauð (MitoSOX Red) flúrljómun í frumum sem voru meðhöndlaðar með bæði RuDA og RuDA-NPs undir 808 nm leysigeislun, sem gefur til kynna að bæði RuDA og RuDA-NPs eru mjög flúrljómandi Það getur í raun framkallað hvatberahimnuafskautun og ofuroxíðframleiðslu.Að auki var aðferð frumudauða ákvarðaður með því að nota flæðifrumumælingar byggða á annexíni V-FITC/própidíumjoðíði (PI).Eins og sýnt er á mynd 6E, þegar geislað var með 808 nm leysir, ollu RuDA og RuDA-NP marktækt aukinn snemmbúskapartíðni (neðri hægri fjórðungur) í MDA-MB-231 frumum samanborið við PBS eða PBS plús leysir.unnar frumur.Hins vegar, þegar Vc var bætt við, minnkaði frumufrumutíðni RuDA og RuDA-NP marktækt úr 50,9% og 52,0% í 15,8% og 17,8%, í sömu röð, sem staðfestir mikilvægu hlutverki ROS í ljósfrumueiturhrifum RuDA og RuDA-NP..Að auki sáust lítilsháttar drepfrumur í öllum prófuðum hópum (efri vinstri fjórðungur), sem bendir til þess að frumudauði gæti verið ríkjandi form frumudauða af völdum RuDA og RuDA-NPs.
Þar sem oxunarálagsskemmdir eru aðalákvarðanir á frumudauða, var kjarnaþátturinn sem tengist rauðkornavaka 2, þáttur 2 (Nrf2) 62, lykilstjórnandi andoxunarkerfisins, rannsakaður í RuDA-NPs-meðhöndlaðri MDA-MB-231.Verkunarháttur RuDA NPs af völdum geislunar.Á sama tíma greindist einnig tjáning á downstream prótein heme oxygenase 1 (HO-1).Eins og sýnt er á mynd 6F og viðbótarmynd 29, jók RuDA-NP-miðluð ljósameðferð tjáningarstig Nrf2 og HO-1 samanborið við PBS hópinn, sem gefur til kynna að RuDA-NPs geti örvað oxunarálagsboðaleiðir.Að auki, til að rannsaka ljóshitaáhrif RuDA-NPs63, var tjáning hitalostpróteinsins Hsp70 einnig metin.Það er ljóst að frumur sem voru meðhöndlaðar með RuDA-NPs + 808 nm leysigeislun sýndu aukna tjáningu á Hsp70 samanborið við hina tvo hópana, sem endurspeglar frumuviðbrögð við ofhita.
Hinar ótrúlegu in vitro niðurstöður urðu til þess að við könnuðum in vivo frammistöðu RuDA-NP í naktum músum með MDA-MB-231 æxli.Vefjadreifing RuDA NPs var rannsökuð með því að ákvarða innihald rútheníums í lifur, hjarta, milta, nýrum, lungum og æxlum.Eins og sýnt er á mynd.7A kom fram hámarksinnihald Ore NPs í venjulegum líffærum við fyrsta athugunartíma (4 klst), en hámarksinnihald var ákvarðað í æxlisvef 8 klukkustundum eftir inndælingu, hugsanlega vegna Ore NPs.EPR áhrif LF.Samkvæmt dreifingarniðurstöðum var ákjósanlegur lengd meðferðar með NP málmgrýti tekin 8 klukkustundum eftir gjöf.Til að sýna ferlið við uppsöfnun RuDA-NPs á æxlisstöðum var fylgst með ljóshljóðaeiginleikum (PA) RuDA-NPs með því að skrá PA merki RuDA-NPs á mismunandi tímum eftir inndælingu.Í fyrsta lagi var PA merki RuDA-NP in vivo metið með því að skrá PA myndir af æxlisstað eftir inndælingu RuDA-NP í æxli.Eins og sýnt er á viðbótarmynd 30, sýndu RuDA-NP sterk PA merki og það var jákvæð fylgni á milli RuDA-NP styrks og PA merki styrkleika (viðbótarmynd 30A).Síðan voru PA myndir in vivo af æxlisstöðum teknar eftir inndælingu RuDA og RuDA-NP í bláæð á mismunandi tímapunktum eftir inndælingu.Eins og sýnt er á mynd 7B jókst PA merki RuDA-NPs frá æxlisstaðnum smám saman með tímanum og náði hásléttu 8 klukkustundum eftir inndælingu, í samræmi við niðurstöður vefjadreifingar sem ákvarðaðar voru með ICP-MS greiningu.Með tilliti til RuDA (viðbótarmynd 30B), kom hámarks PA merki styrkleiki 4 klukkustundum eftir inndælingu, sem gefur til kynna hraðan innkomu RuDA inn í æxlið.Að auki var útskilnaðarhegðun RuDA og RuDA-NPs rannsökuð með því að ákvarða magn rútheníums í þvagi og saur með ICP-MS.Helsta brotthvarfsleið RuDA (viðbótarmynd 31) og RuDA-NPs (mynd 7C) er í gegnum saur og virka úthreinsun RuDA og RuDA-NPs sást á 8 daga rannsóknartímabilinu, sem þýðir að RuDA og RuDA-NPs geta eytt á skilvirkan hátt úr líkamanum án langvarandi eiturverkana.
A. Ex vivo dreifing RuDA-NP í músavef var ákvörðuð af Ru innihaldi (hlutfall af gefnum skammti af Ru (ID) á hvert gramm af vefjum) á mismunandi tímum eftir inndælingu.Gögnin eru meðaltal ± staðalfrávik (n = 3). Ópöruð, tvíhliða t próf *p < 0,05, **p < 0,01 og ***p < 0,001. Ópöruð, tvíhliða t próf *p < 0,05, **p < 0,01 og ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 og ***p <0,001. Ópöruð tvíhliða t-próf *p<0,05, **p<0,01 og ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05、**p < 0,01 和***p < 0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05、**p < 0,01 和***p < 0,001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 og ***p <0,001. Ópöruð tvíhliða t-próf *p<0,05, **p<0,01 og ***p<0,001.B PA myndir af in vivo æxlisstöðum við 808 nm örvun eftir gjöf RuDA-NPs í bláæð (10 µmol kg-1) á mismunandi tímapunktum.Eftir gjöf RuDA NPs í bláæð (10 µmól kg-1) var C Ru skilið út úr músum með þvagi og saur með mismunandi millibili.Gögnin eru meðaltal ± staðalfrávik (n = 3).
Hitunargeta RuDA-NP in vivo var rannsökuð í naktum músum með MDA-MB-231 og RuDA æxli til samanburðar.Eins og sýnt er á mynd.8A og viðbótarmynd 32, viðmiðunarhópurinn (saltlausn) sýndi minni hitabreytingar (ΔT ≈ 3 °C) eftir 10 mínútna samfellda útsetningu.Hins vegar jókst hitastig RuDA-NPs og RuDA hratt með hámarkshitastig upp á 55,2 og 49,9 °C, í sömu röð, sem gefur nægan ofurhita fyrir krabbameinsmeðferð in vivo.Aukningin á háum hita fyrir RuDA NPs (ΔT ≈ 24°C) samanborið við RuDA (ΔT ≈ 19°C) getur verið vegna betri gegndræpis þess og uppsöfnunar í æxlisvef vegna EPR áhrifanna.
Innrauðar hitamyndir af músum með MDA-MB-231 æxli geislaðar með 808 nm leysir á mismunandi tímum 8 klukkustundum eftir inndælingu.Sýndar eru dæmigerðar myndir af fjórum líffræðilegum endurteknum úr hverjum hópi.B Hlutfallslegt æxlisrúmmál og C Meðalæxlismassi mismunandi hópa músa meðan á meðferð stendur.D Ferlar líkamsþyngdar mismunandi hópa músa.Geisla skal með leysi með bylgjulengd 808 nm með krafti 0,5 W/cm2 í 10 mínútur (300 J/cm2).Villustikur, meðaltal ± staðalfrávik (n = 3). Ópöruð, tvíhliða t próf *p < 0,05, **p < 0,01 og ***p < 0,001. Ópöruð, tvíhliða t próf *p < 0,05, **p < 0,01 og ***p < 0,001. Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 og ***p <0,001. Ópöruð tvíhliða t-próf *p<0,05, **p<0,01 og ***p<0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05、**p < 0,01 和***p < 0,001.未配对的双边t 检验*p < 0,05、**p < 0,01 和***p < 0,001. Непарные двусторонние t-тесты *p <0,05, **p <0,01 og ***p <0,001. Ópöruð tvíhliða t-próf *p<0,05, **p<0,01 og ***p<0,001. E H&E litunarmyndir af helstu líffærum og æxlum úr mismunandi meðferðarhópum, þar á meðal saltvatns-, saltvatns- + leysir, RuDA, RuDA + leysir, RuDA-NPs og RuDA-NPs + leysirhópar. E H&E litunarmyndir af helstu líffærum og æxlum úr mismunandi meðferðarhópum, þar á meðal saltvatns-, saltvatns- + leysir, RuDA, RuDA + leysir, RuDA-NPs og RuDA-NPs + leysirhópar. 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 litunarmyndir af helstu líffærum og æxlum frá mismunandi meðferðarhópum, þar á meðal saltvatni, saltvatni + leysir, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs og RuDA-NPs + Laser hópum.来自 不同 治疗 组 的 主要 器官 和 肿瘤 的 e h & e 染色 ， ， 包括 盐水 、 盐 水 + 激光 、 ruda 、 ruda + 激光 、 ruda-nps 和 ruda-nps + 激光组。。。。。。。。。。来自不同治疗组的主要器官和肿瘤的E H&E Окрашивание E H&E основных органов и опухолей из различных групп лечения, включая физиологический раствор, физиологический раствор + лазер, RuDA, RuDA + лазер, RuDA-NPs и RuDA-NPs + лазер. E H&E litun á helstu líffærum og æxlum úr ýmsum meðferðarhópum þar á meðal saltvatni, saltvatni + leysir, RuDA, RuDA + leysir, RuDA-NPs og RuDA-NPs + leysir.Mælikvarðarstöng: 60 µm.
Áhrif ljósameðferðar in vivo með RuDA og RuDA NPs voru metin þar sem nöktum músum með MDA-MB-231 æxli var sprautað í bláæð með RuDA eða RuDA NPs í einum skammti sem nemur 10,0 míkrómól kg-1 í gegnum halaæð, og síðan 8 klukkustundum eftir inndælingu.leysigeislun með bylgjulengd 808 nm.Eins og sést á mynd 8B var æxlisrúmmál aukið marktækt í saltvatns- og leysihópunum, sem gefur til kynna að saltvatns- eða leysigeislun 808 hafi lítil áhrif á æxlisvöxt.Eins og í saltvatnshópnum kom einnig fram hraður æxlisvöxtur hjá músum sem fengu RuDA-NPs eða RuDA án leysigeislunar, sem sýnir litla dökkeitrun þeirra.Aftur á móti, eftir leysigeislun, olli bæði RuDA-NP og RuDA meðferð marktækt æxlishvarf með æxlisrúmmálsminnkun um 95,2% og 84,3%, í sömu röð, samanborið við saltvatnsmeðferðarhópinn, sem gefur til kynna framúrskarandi samverkandi PDT., miðlað af RuDA/CHTV áhrifunum.– NP eða málmgrýti Samanborið við RuDA sýndu RuDA NP betri ljósmeðferð, sem var aðallega vegna EPR áhrifa RuDA NPs.Niðurstöður æxlisvaxtarhömlunar voru metnar frekar með æxlisþyngd sem var skorin út á degi 15 meðferðar (mynd 8C og viðbótarmynd 33).Meðalæxlismassi í RuDA-NP meðhöndluðum músum og RuDA meðhöndluðum músum var 0,08 og 0,27 g, í sömu röð, sem var mun léttara en í samanburðarhópnum (1,43 g).
Að auki var líkamsþyngd músa skráð á þriggja daga fresti til að rannsaka dökk eiturhrif RuDA-NPs eða RuDA in vivo.Eins og sést á mynd 8D sást enginn marktækur munur á líkamsþyngd fyrir alla meðferðarhópa. Ennfremur var framkvæmt hematoxýlín og eósín (H&E) litun á helstu líffærum (hjarta, lifur, milta, lungum og nýrum) frá mismunandi meðferðarhópum. Ennfremur var framkvæmt hematoxýlín og eósín (H&E) litun á helstu líffærum (hjarta, lifur, milta, lungum og nýrum) úr mismunandi meðferðarhópum. Кроме того, было проведено окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, пехлином и эозином ) Að auki var framkvæmt hematoxylin og eosin (H&E) litun á helstu líffærum (hjarta, lifur, milta, lungum og nýrum) frá mismunandi meðferðarhópum.此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）辺和肾脏）进眢缌脏）进眢缌脏 (H&E) Кроме того, проводили окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печених, печени, селечном Að auki var hematoxýlín og eósín (H&E) litun á helstu líffærum (hjarta, lifur, milta, lungum og nýrum) gerð í mismunandi meðferðarhópum.Eins og sýnt er á mynd.8E, H&E litunarmyndirnar af fimm helstu líffærum úr RuDA-NPs og RuDA hópunum sýna engin augljós frávik eða líffæraskemmdir. 8E, H&E litunarmyndirnar af fimm helstu líffærum úr RuDA-NPs og RuDA hópunum sýna engin augljós frávik eða líffæraskemmdir.Eins og sýnt er á mynd.8E, изображения окрашивания H&E veitir óákveðinn greinir í ensku höfundarréttarkerfi fyrir RuDA-NPs og RuDA eru ekki kerfisbundin. 8E, H&E litunarmyndir af fimm helstu líffærum úr RuDA-NPs og RuDA hópunum sýna engin augljós líffæraafbrigði eða skemmdir.如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E 染色图像没有显像没有显的夺庂如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E Hvernig á að sækja um 8E, læknisfræði H&E veitir viðskiptavinum frá áætlunum RuDA-NPs og RuDA markaðir. Eins og sýnt er á mynd 8E sýndu H&E litunarmyndir af fimm helstu líffærunum úr RuDA-NPs og RuDA hópunum engin augljós frávik eða líffæraskemmdir.Þessar niðurstöður sýndu að hvorki RuDA-NP né RuDA sýndu merki um eiturverkanir in vivo. Þar að auki sýndu H&E litunarmyndir af æxlum að bæði RuDA + Laser og RuDA-NPs + Laser hóparnir gætu valdið alvarlegri eyðileggingu krabbameinsfrumna, sem sýnir framúrskarandi ljósmeðferðarverkun RuDA og RuDA-NPs in vivo. Þar að auki sýndu H&E litunarmyndir af æxlum að bæði RuDA + Laser og RuDA-NPs + Laser hóparnir gætu valdið alvarlegri eyðileggingu krabbameinsfrumna, sem sýnir framúrskarandi ljósmeðferðarverkun RuDA og RuDA-NPs in vivo.Auk þess sýndu hematoxylin-eosin litaðar æxlismyndir að bæði RuDA+Laser og RuDA-NPs+Laser hópar geta valdið alvarlegri eyðingu krabbameinsfrumna, sem sýnir yfirburða ljósmeðferðarverkun RuDA og RuDA-NPs in vivo.此外 ， 肿瘤 的 H&E 染色 图像 ， ， ruda + leysir 和 ruda-nps + leysir 组均 可 导致 严重 的 癌细胞 破坏 ， 证明 了 ruda 和 ruda-nps 的 优异 的 体内 光疗 功效。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。此外 ， 肿瘤 的 & e 染色 ， ， ruda + leysir 和 ruda-nps + leysir 组均 导致 的 癌 细胞 ， ， 证明 了 ruda 和 ruda-nps 的 的 体内 光疗 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。 . . . .Að auki sýndu hematoxylin og eósín litaðar æxlismyndir að bæði RuDA+Laser og RuDA-NPs+Laser hópar leiddu til alvarlegrar eyðingar krabbameinsfrumna, sem sýndi yfirburða ljósmeðferðarverkun RuDA og RuDA-NPs in vivo.
Að lokum var Ru(II)-arene (RuDA) lífrænt málmflókið með bindlum af DA-gerð hannað til að auðvelda ISC ferlið með því að nota samsöfnunaraðferðina.Tilbúið RuDA getur sett saman sjálft með ósamgildum milliverkunum til að mynda RuDA-afleidd supramolecular kerfi, og auðveldar þar með 1O2 myndun og skilvirka ljóshitabreytingu fyrir ljósvöldum krabbameinsmeðferð.Það er athyglisvert að einliða RuDA myndaði ekki 1O2 við leysigeislun við 808 nm, en gæti myndað mikið magn af 1O2 í samanlögðu ástandi, sem sýnir skynsemi og skilvirkni hönnunar okkar.Síðari rannsóknir hafa sýnt að supramolecular samsetningin gefur RuDA betri ljóseðlisfræðilega og ljósefnafræðilega eiginleika, svo sem frásog rauðviks og ljósbleikjaþol, sem eru mjög æskileg fyrir PDT og PTT vinnslu.Bæði in vitro og in vivo tilraunir hafa sýnt að RuDA NPs með góða lífsamrýmanleika og góða uppsöfnun í æxlinu sýna framúrskarandi ljósframkallaða krabbameinsvirkni við leysigeislun á bylgjulengd 808 nm.Þannig munu RuDA NPs sem áhrifarík tvímótuð supramolecular PDT/PTW hvarfefni auðga mengið ljósnæma sem virkjað er við bylgjulengdir yfir 800 nm.Hugmyndahönnun supramolecular kerfisins veitir skilvirka leið fyrir NIR-virkjaða ljósnæma með framúrskarandi ljósnæmandi áhrifum.
Öll efni og leysiefni voru fengin frá birgjum í atvinnuskyni og notuð án frekari hreinsunar.RuCl3 var keypt frá Boren Precious Metals Co., Ltd. (Kunming, Kína).[(η6-p-cym)Ru(fendíó)Cl]Cl (fendíó = 1,10-fenantrólín-5,6-díón) og 4,7-bis[4-(N,N-dífenýlamínó)fenýl]-5 ,6-Díamínó-2,1,3-bensótíadíasól var myndað samkvæmt fyrri rannsóknum64,65.NMR litróf voru skráð á Bruker Avance III-HD 600 MHz litrófsmæli í Southeastern University Analytical Test Center með því að nota d6-DMSO eða CDCl3 sem leysi.Efnabreytingar δ eru gefnar upp í ppm.með tilliti til tetrametýlsílans, og víxlverkunarfastarnir J eru gefnir upp í algildum í hertz.Háupplausnarmassagreining (HRMS) var framkvæmd á Agilent 6224 ESI/TOF MS tæki.Frumefnagreining á C, H og N var gerð á Vario MICROCHNOS frumefnagreiningartæki (Elementar).UV-sýnilegt litróf var mælt á Shimadzu UV3600 litrófsmæli.Flúrljómunarróf voru skráð á Shimadzu RF-6000 litrófsflúormæli.EPR litróf voru skráð á Bruker EMXmicro-6/1 tæki.Formgerð og uppbygging tilbúinna sýnanna voru rannsökuð á FEI Tecnai G20 (TEM) og Bruker Icon (AFM) tækjum sem starfa við 200 kV spennu.Kvik ljósdreifing (DLS) var framkvæmd á Nanobrook Omni greiningartæki (Brookhaven).Ljósefnafræðilegir eiginleikar voru mældir á rafefnafræðilegri uppsetningu (CHI-660, Kína).Ljósmyndir voru fengnar með því að nota FUJIFILM VisualSonics Vevo® LAZR kerfið.Confocal myndir voru teknar með Olympus FV3000 confocal smásjá.FACS greining var gerð á BD Calibur flæðifrumumæli.Tilraunir með hágæða vökvaskiljun (HPLC) voru gerðar á Waters Alliance e2695 kerfi með því að nota 2489 UV/Vis skynjara.Gel Permeation Chromatography (GPC) próf voru skráð á Thermo ULTIMATE 3000 tæki með því að nota ERC RefratoMax520 brotstuðulsskynjara.
[(η6-p-cym)Ru(fendíó)Cl]Cl (fendíó = 1,10-fenantrólín-5,6-díón)64 (481,0 mg, 1,0 mmól), 4,7-bis[4 -(N, N-dífenýlamínó)fenýl]-5,6-díamínó-2,1,3-bensótíadíasól 65 (652,0 mg, 1,0 mmól) og ísediksýru (30 mL) var hrært við bakflæðiskæli í 12 klukkustundir.Leysirinn var síðan fjarlægður í lofttæmi með því að nota snúningsuppgufunarbúnað.Leifin sem myndaðist var hreinsuð með leiftursúluskiljun (kísilgel, CH2Cl2:MeOH=20:1) til að fá RuDA sem grænt duft (afrakstur: 877,5 mg, 80%).endaþarmsop.Reiknað fyrir C64H48Cl2N8RuS: C 67,84, H 4,27, N 9,89.Fundið: C 67,92, H 4,26, N 9,82.1H NMR (600 MHz, d6-DMSO) 5 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, 1259.59, 1205, 120. 103, 120. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 1039. 103. 103. 103. 103. 103. 103. 103. 103. 103. 103. 103.757 , 103. , 86.52, 84.75, 63.29, 30.90, 22.29, 18.83.ESI-MS: m/z [M-Cl]+ = 1097,25.
Nýmyndun 4,7-bis[4-(N,N-díetýlamínó)fenýl-5,6-díamínó-2,1,3-bensótíadíasóls (L2): L2 var myndað í tveimur þrepum.Pd(PPh3)4 (46 mg, 0,040 mmól) var bætt við N,N-díetýl-4-(trítýlstannýl)anilín (1,05 g, 2,4 mmól) og 4,7-díbróm-5,6-dínítró lausn - 2, 1,3-bensótíadíasól (0,38 g, 1,0 mmól) í þurru tólúeni (100 ml).Blandan var hrærð við 100°C í 24 klukkustundir.Eftir að tólúenið var fjarlægt í lofttæmi, var fasta efnið sem myndaðist skolað með jarðolíueter.Síðan var hrært í blöndu af þessu efnasambandi (234,0 mg, 0,45 mmól) og járndufti (0,30 g, 5,4 mmól) í ediksýru (20 ml) við 80°C í 4 klukkustundir.Hvarfblöndunni var hellt í vatn og brúna fasta efninu sem myndaðist var safnað með síun.Afurðin var hreinsuð tvisvar með lofttæmi undirlimun til að gefa grænt fast efni (126,2 mg, 57% heimtur).endaþarmsop.Reiknað fyrir C26H32N6S: C 67,79, H 7,00, N 18,24.Fundið: C 67,84, H 6,95, H 18,16.1H NMR (600 MHz, CDCI3), 8 (ppm) 7,42 (d, 4H), 6,84 (d, 4H), 4,09 (s, 4H), 3,42 (d, 8H), 1,22 (s, 12H).13C NMR (150 MHz, CDCI3), 5 (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.
Efnasambönd voru útbúin og hreinsuð eftir aðferðum svipaðar RuDA.endaþarmsop.Reiknað fyrir C48H48Cl2N8RuS: C 61,27, H 5,14, N 11,91.Fundið: C, 61,32, H, 5,12, N, 11,81, 1H NMR (600 MHz, d6-DMSO), 5 (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 var leyst upp í MeOH/H2O (5/95, v/v) í styrkleikanum 10 μM.Frásogsróf RuDA var mælt á 5 mínútna fresti á Shimadzu UV-3600 litrófsmæli undir geislun með leysiljósi með bylgjulengd 808 nm (0,5 W/cm2).ICG litrófið var skráð við sömu aðstæður og staðallinn.
EPR litrófið var skráð á Bruker EMXmicro-6/1 litrófsmæli með 20 mW örbylgjuorku, 100 G skönnunarsvið og 1 G sviðmótun. 2,2,6,6-tetrametýl-4-píperidon (TEMP) og 5,5-dímetýl-1-pýrrólín N-oxíð (DMPO) voru notuð sem snúningsgildrur.Rafeindasnúningaómunarróf voru skráð fyrir blandaðar lausnir af RuDA (50 µM) og TEMF (20 mM) eða DMPO (20 mM) undir áhrifum leysigeislunar með bylgjulengd 808 nm (0,5 W/cm2).
DFT og TD-DFT útreikningar fyrir RuDA voru gerðir við PBE1PBE/6–31 G*//LanL2DZ gildi í vatnslausn með því að nota Gauss forritið 1666,67,68.HOMO-LUMO, holu- og rafeindadreifingin á lágorku singlet örvuðu ástandinu RuDA var teiknuð með GaussView forritinu (útgáfa 5.0).
Við reyndum fyrst að mæla myndun skilvirkni 1O2 RuDA með hefðbundinni UV-sýnilegri litrófsgreiningu með ICG (ΦΔ = 0,002) sem staðal, en ljósbrot ICG hafði mikil áhrif á niðurstöðurnar.Þannig var skammtaafrakstur 1O2 RuDA mældur með því að greina breytingu á styrk ABDA flúrljómunar við um 428 nm þegar það var geislað með leysi með bylgjulengd 808 nm (0,5 W/cm2).Tilraunir voru gerðar á RuDA og RuDA NPs (20 μM) í vatni/DMF (98/2, v/v) sem innihélt ABDA (50 μM).Skammtaávöxtun 1O2 var reiknuð út með eftirfarandi formúlu: ΦΔ (PS) = ΦΔ (ICG) × (rFS/APS)/(rICG/AICG).rPS og rICG eru hvarfhraði ABDA við 1O2 sem fæst úr ljósnæmandi efninu og ICG, í sömu röð.APS og AICG eru gleypni ljósnæmans og ICG við 808 nm, í sömu röð.
AFM mælingar voru gerðar við fljótandi aðstæður með því að nota skannaham á Bruker Dimension Icon AFM kerfi.Með því að nota opna uppbyggingu með fljótandi frumum voru frumurnar þvegnar tvisvar með etanóli og þurrkaðar með köfnunarefnisstraumi.Settu þurrkuðu frumurnar inn í sjónhaus smásjáarinnar.Setjið dropa af sýninu strax í vökvapottinn og setjið hann á framhliðina með því að nota sæfða einnota plastsprautu og dauðhreinsaða nál.Annar dropi er settur beint á sýnið og þegar sjónhausinn er lækkaður sameinast droparnir tveir og mynda meniscus á milli sýnisins og vökvageymisins.AFM mælingar voru gerðar með því að nota SCANASYST-FLUID V-laga nítríð framburð (Bruker, hörku k = 0,7 N m-1, f0 = 120–180 kHz).
HPLC litskiljun var fengin á Waters e2695 kerfi útbúið með phoenix C18 súlu (250×4,6 mm, 5 µm) með því að nota 2489 UV/Vis skynjara.Bylgjulengd skynjarans er 650 nm.Hreyfanlegur fasi A og B voru vatn og metanól, í sömu röð, og hreyfanlegur fasa flæðihraði var 1,0 ml·mín-1.Halli (leysir B) var sem hér segir: 100% frá 0 til 4 mínútum, 100% til 50% frá 5 til 30 mínútum og endurstillt í 100% frá 31 til 40 mínútum.Málmgrýti var leyst upp í blönduðri lausn af metanóli og vatni (50/50, miðað við rúmmál) í styrkleikanum 50 μM.Inndælingarrúmmál var 20 μl.
GPC mælingar voru skráðar á Thermo ULTIMATE 3000 tæki með tveimur PL aquagel-OH MIXED-H súlum (2×300×7,5 mm, 8 µm) og ERC RefratoMax520 brotstuðulsskynjara.GPC súlan var skoluð með vatni með flæðihraða 1 ml/mín við 30°C.Málmgrýti NP voru leyst upp í PBS lausn (pH = 7,4, 50 μM), inndælingarrúmmál var 20 μL.
Ljósstraumar voru mældir á rafefnafræðilegri uppsetningu (CHI-660B, Kína).Sjónræn svörun þegar kveikt og slökkt var á leysinum (808 nm, 0,5 W/cm2) voru mæld við 0,5 V spennu í svörtum kassa, í sömu röð.Hefðbundin þriggja rafskauta rafskaut var notuð með L-laga glerkenndu kolefnisrafskauti (GCE) sem vinnurafskaut, venjulegt kalómel rafskaut (SCE) sem viðmiðunarrafskaut og platínuskífa sem mótrafskaut.0,1 M Na2SO4 lausn var notuð sem raflausn.
Brjóstakrabbameinsfrumulínan MDA-MB-231 var keypt frá KeyGEN Biotec Co., LTD (Nanjing, Kína, vörulistanúmer: KG033).Frumur voru ræktaðar í einlögum í Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM, háglúkósa) sem bætt var við lausn af 10% fóstursermi (FBS), penicillíni (100 μg/ml) og streptómýsíni (100 μg/ml).Allar frumur voru ræktaðar við 37°C í röku andrúmslofti sem innihélt 5% CO2.
MTT prófið var notað til að ákvarða frumueiturhrif RuDA og RuDA-NPs í nærveru og fjarveru ljósgeislunar, með eða án Vc (0,5 mM).MDA-MB-231 krabbameinsfrumur voru ræktaðar í 96 brunna plötum við frumuþéttleika sem var um það bil 1 x 105 frumur/ml/brunn og ræktaðar í 12 klukkustundir við 37,0°C í andrúmslofti 5% CO2 og 95% lofts.RuDA og RuDA NPs uppleyst í vatni var bætt við frumurnar.Eftir 12 klst ræktun voru frumurnar útsettar fyrir 0,5 W cm -2 leysigeislun við bylgjulengd 808 nm í 10 mínútur (300 J cm -2) og síðan ræktaðar í myrkri í 24 klst.Frumurnar voru síðan ræktaðar með MTT (5 mg/ml) í aðrar 5 klukkustundir.Að lokum skaltu breyta miðlinum í DMSO (200 µl) til að leysa upp fjólubláa formazan kristalla sem myndast.OD gildi voru mæld með því að nota örplötulesara með bylgjulengd 570/630 nm.IC50 gildið fyrir hvert sýni var reiknað út með SPSS hugbúnaðinum út frá skammta-svörunarferlum sem fengust úr að minnsta kosti þremur óháðum tilraunum.
MDA-MB-231 frumur voru meðhöndlaðar með RuDA og RuDA-NP í styrkleikanum 50 μM.Eftir 12 tíma ræktun voru frumurnar geislar með leysi með bylgjulengd 808 nm og krafti 0,5 W/cm2 í 10 mínútur (300 J/cm2).Í C-vítamínhópnum (Vc) voru frumur meðhöndlaðar með 0,5 mM Vc fyrir leysigeislun.Frumur voru síðan ræktaðar í myrkri í 24 klukkustundir til viðbótar, síðan litaðar með kalsíni AM og própidíumjoðíði (20 μg/ml, 5 μl) í 30 mínútur, síðan skolaðar með PBS (10 μl, pH 7,4).myndir af lituðum frumum.
Birtingartími: 23. september 2022
