Նորություններ

Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Ձեր օգտագործած բրաուզերի տարբերակը ունի սահմանափակ CSS աջակցություն:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Միևնույն ժամանակ, շարունակական աջակցությունն ապահովելու համար մենք կայքը կներկայացնենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Արդյունավետ ֆոտոզգայունացուցիչները հատկապես կարևոր են ֆոտոթերապիայի համատարած կլինիկական օգտագործման համար:Այնուամենայնիվ, սովորական ֆոտոզգայունացուցիչները հիմնականում տառապում են կարճ ալիքի կլանումից, անբավարար ֆոտոկայունությունից, ռեակտիվ թթվածնի տեսակների (ROS) ցածր քվանտային ելքից և ROS-ի ագրեգացիայի արդյունքում առաջացած մարումից:Այստեղ մենք զեկուցում ենք մերձ ինֆրակարմիր (NIR) վերմոլեկուլային ֆոտոզգայունացնող (RuDA) մասին, որը միջնորդվում է Ru(II)-arene օրգանոմետաղական համալիրների ինքնահավաքման միջոցով ջրային լուծույթում:RuDA-ն կարող է առաջացնել միայն միաձույլ թթվածին (1O2) ագրեգացված վիճակում, և այն ցուցադրում է ակնհայտ ագրեգացման հետևանքով առաջացած 1O2 գեներացիայի վարքագիծ՝ կապված միաձույլ-եռյակ համակարգի միջև անցման գործընթացի զգալի աճի հետ:808 նմ լազերային լույսի ազդեցության ներքո RuDA-ն ցուցադրում է 1O2 քվանտային ելք՝ 16,4% (FDA-ի կողմից հաստատված ինդոցիանին կանաչ՝ ΦΔ=0,2%) և բարձր ֆոտոջերմային փոխակերպման արդյունավետություն՝ 24,2% (առևտրային ոսկու նանորոդներ) հիանալի ֆոտոկայունությամբ:21.0%, ոսկյա նանոփեղկեր՝ 13.0%)։Բացի այդ, լավ կենսահամատեղելիություն ունեցող RuDA-NP-ները կարող են նախընտրելիորեն կուտակվել ուռուցքային տեղամասերում՝ առաջացնելով ուռուցքի զգալի ռեգրեսիա ֆոտոդինամիկ թերապիայի ընթացքում՝ ուռուցքի ծավալի 95,2% կրճատմամբ in vivo:Այս ագրեգացիան ուժեղացնող ֆոտոդինամիկ թերապիան ապահովում է ֆոտոզգայունացուցիչներ մշակելու ռազմավարություն՝ բարենպաստ ֆոտոֆիզիկական և ֆոտոքիմիական հատկություններով:
Սովորական թերապիայի համեմատ ֆոտոդինամիկ թերապիան (PDT) գրավիչ բուժում է քաղցկեղի համար՝ շնորհիվ իր նշանակալի առավելությունների, ինչպիսիք են ճշգրիտ տարածական ժամանակային հսկողությունը, ոչ ինվազիվությունը, դեղերի աննշան դիմադրությունը և կողմնակի ազդեցությունների նվազագույնի հասցնելը 1,2,3:Լույսի ճառագայթման ներքո օգտագործվող ֆոտոզգայունացուցիչները կարող են ակտիվանալ՝ ձևավորելու բարձր ռեակտիվ թթվածնի տեսակներ (ROS), որոնք կհանգեցնեն ապոպտոզի/նեկրոզի կամ իմունային պատասխանների4,5: Այնուամենայնիվ, սովորական ֆոտոզգայունացնողներից շատերը, ինչպիսիք են քլորները, պորֆիրինները և անտրախինոնները, ունեն համեմատաբար կարճ ալիքի կլանում (հաճախականությունը <680 նմ), ինչը հանգեցնում է լույսի վատ ներթափանցման՝ կենսաբանական մոլեկուլների (օրինակ՝ հեմոգլոբինի և մելանինի) ինտենսիվ կլանման պատճառով: տեսանելի շրջան6,7. Այնուամենայնիվ, սովորական ֆոտոզգայունացնողներից շատերը, ինչպիսիք են քլորները, պորֆիրինները և անտրախինոնները, ունեն համեմատաբար կարճ ալիքի կլանում (հաճախականությունը <680 նմ), ինչը հանգեցնում է լույսի վատ ներթափանցման՝ կենսաբանական մոլեկուլների (օրինակ՝ հեմոգլոբինի և մելանինի) ինտենսիվ կլանման պատճառով: տեսանելի շրջան6,7. 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. Այնուամենայնիվ, ամենատարածված ֆոտոզգայունացուցիչները, ինչպիսիք են քլորները, պորֆիրինները և անտրախինոնները, ունեն համեմատաբար կարճ ալիքի երկարության կլանում (<680 նմ), ինչը հանգեցնում է լույսի վատ ներթափանցման՝ կենսաբանական մոլեկուլների (օրինակ՝ հեմոգլոբին և մելանին) տեսանելի շրջանի ինտենսիվ կլանման պատճառով6,7:然而然而,导致光穿透性差.然而, 多数 传统 卟酚, 卟啉 蒽醌 相对 较 的 波长 吸收 吸收 (频率频率 <680 nm) 因此 由于 对 分子 (血红 蛋白 和 黑色素) 的 ,,,, 吸收吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 吸收 HI导致光穿透性差。 Однако большинство традиционных фотосенсибилизаторов, таких как хлорины, порфирины и антрахиноны, имеют относительно коротковолновое поглощение (частота < 680 նմ) ​​из-за сильного и антрахиноны. Այնուամենայնիվ, ավանդական ֆոտոզգայունացուցիչների մեծ մասը, ինչպիսիք են քլորները, պորֆիրինները և անտրախինոնները, ունեն համեմատաբար կարճ ալիքի երկարություն (հաճախականություն < 680 նմ) ​​կենսամոլեկուլների ուժեղ կլանման պատճառով, ինչպիսիք են հեմոգլոբինը և մելանինը, ինչը հանգեցնում է լույսի վատ ներթափանցմանը:Տեսանելի տարածք 6.7.Հետևաբար, մոտ ինֆրակարմիր (NIR) ներծծող ֆոտոզգայունացուցիչները, որոնք ակտիվանում են 700–900 նմ «թերապևտիկ պատուհանում», լավ հարմար են ֆոտոթերապիայի համար:Քանի որ մոտ ինֆրակարմիր լույսը ամենաքիչն է կլանում կենսաբանական հյուսվածքների կողմից, այն կարող է հանգեցնել ավելի խորը ներթափանցման և ավելի քիչ ֆոտովնասման8,9:
Ցավոք, գոյություն ունեցող NIR-ներծծող ֆոտոզգայունացուցիչներն ընդհանուր առմամբ ունեն թույլ ֆոտոկայունություն, թթվածնի (1O2) գեներացնող ցածր հզորություն և ագրեգացիայի հետևանքով առաջացած 1O2 մարում, ինչը սահմանափակում է դրանց կլինիկական կիրառումը10,11:Թեև մեծ ջանքեր են գործադրվել սովորական ֆոտոզգայունացուցիչների ֆոտոֆիզիկական և ֆոտոքիմիական հատկությունները բարելավելու համար, մինչ այժմ մի քանի զեկույցներ հաղորդում են, որ NIR-ներծծող ֆոտոզգայունացուցիչները կարող են լուծել այս բոլոր խնդիրները:Բացի այդ, մի քանի ֆոտոզգայունացուցիչներ խոստումնալից են 1O212,13,14-ի արդյունավետ գեներացման համար, երբ ճառագայթվում է 800 նմ-ից բարձր լույսով, քանի որ ֆոտոնների էներգիան արագորեն նվազում է մերձ IR շրջանում:Տրիֆենիլամինը (TFA) որպես էլեկտրոնների դոնոր և [1,2,5]թիադիազոլ-[3,4-i]dipyrido[a,c]phenazine (TDP) որպես էլեկտրոն ընդունող խումբ Դոնոր-ընդունիչ (DA) տիպը ներկում է մի դաս մերձ ինֆրակարմիր ներծծող ներկանյութեր, որոնք լայնորեն ուսումնասիրվել են մերձ ինֆրակարմիր բիոպատկերման II-ի և ֆոտոջերմային թերապիայի (PTT) համար՝ իրենց նեղ շերտի պատճառով:Այսպիսով, DA տիպի ներկերը կարող են օգտագործվել PDT-ի համար մոտ IR գրգռմամբ, թեև դրանք հազվադեպ են ուսումնասիրվել որպես PDT-ի ֆոտոզգայունացուցիչներ:
Հայտնի է, որ ֆոտոզգայունացուցիչների միջհամակարգային հատման (ISC) բարձր արդյունավետությունը նպաստում է 1O2-ի առաջացմանը։ISC գործընթացի առաջխաղացման ընդհանուր ռազմավարությունը ֆոտոզգայունացուցիչների սպին-ուղեծրային զուգավորումը (SOC) ուժեղացնելն է՝ ծանր ատոմների կամ հատուկ օրգանական մասերի ներմուծմամբ:Այնուամենայնիվ, այս մոտեցումը դեռևս ունի որոշ թերություններ և սահմանափակումներ19,20:Վերջերս վերմոլեկուլային ինքնահավաքումը ներքևից վեր խելացի մոտեցում է ապահովել մոլեկուլային մակարդակում ֆունկցիոնալ նյութերի արտադրության համար,21,22 ֆոտոթերապիայի բազմաթիվ առավելություններով.Էլեկտրոնային կառույցների նման, որոնք ունեն էներգիայի մակարդակների ավելի խիտ բաշխում՝ շինարարական բլոկների միջև ուղեծրերի համընկնման պատճառով:Հետևաբար, կբարելավվի էներգիայի համընկնումը ստորին միաձույլ գրգռված վիճակի (S1) և հարևան եռակի գրգռված վիճակի (Tn) միջև, ինչը շահավետ է ISC գործընթացի համար 23, 24:(2) Գերմոլեկուլային հավաքումը կնվազեցնի ոչ ճառագայթային թուլացումը՝ հիմնված ներմոլեկուլային շարժման սահմանափակման մեխանիզմի (RIM) վրա, որը նաև նպաստում է ISC գործընթացին 25, 26:(3) Գերմոլեկուլային հավաքը կարող է պաշտպանել մոնոմերի ներքին մոլեկուլները օքսիդացումից և քայքայումից՝ դրանով իսկ մեծապես բարելավելով ֆոտոզգայունացնողի ֆոտոկայունությունը:Հաշվի առնելով վերը նշված առավելությունները՝ մենք կարծում ենք, որ գերմոլեկուլային ֆոտոզգայունացնող համակարգերը կարող են խոստումնալից այլընտրանք լինել PDT-ի թերությունները հաղթահարելու համար:
Ru(II) վրա հիմնված համալիրները խոստումնալից բժշկական հարթակ են հիվանդությունների ախտորոշման և թերապիայի պոտենցիալ կիրառման համար՝ շնորհիվ իրենց յուրահատուկ և գրավիչ կենսաբանական հատկությունների28,29,30,31,32,33,34:Բացի այդ, գրգռված վիճակների առատությունը և Ru(II)-ի վրա հիմնված համալիրների կարգավորելի ֆոտոֆիզիկաքիմիական հատկությունները մեծ առավելություններ են տալիս Ru(II)-ի վրա հիմնված ֆոտոզգայունացուցիչների զարգացման համար35,36,37,38,39,40:Հատկանշական օրինակ է ռութենիում(II) պոլիպիրիդիլային համալիր TLD-1433-ը, որը ներկայումս գտնվում է II փուլի կլինիկական փորձարկումների մեջ՝ որպես ֆոտոզգայուն միզապարկի ոչ մկանային ինվազիվ քաղցկեղի (NMIBC) բուժման համար41:Բացի այդ, ռութենիում(II)արենի օրգանոմետաղային համալիրները լայնորեն օգտագործվում են որպես քաղցկեղի բուժման համար քիմիաթերապևտիկ միջոցներ՝ իրենց ցածր թունավորության և փոփոխման հեշտության պատճառով42,43,44,45:Ru(II)-arene օրգանամետաղական համալիրների իոնային հատկությունները կարող են ոչ միայն բարելավել DA քրոմոֆորների վատ լուծելիությունը սովորական լուծիչներում, այլ նաև բարելավել DA քրոմոֆորների հավաքումը:Բացի այդ, Ru(II)-արենների օրգանոմետաղային համալիրների կեղծ-օկտեյդրային կիսասենդվիչ կառուցվածքը կարող է կանխել DA տիպի քրոմոֆորների H-ագրեգացումը՝ դրանով իսկ հեշտացնելով J-ագրեգացիայի ձևավորումը կարմիր տեղաշարժված կլանման գոտիներով:Այնուամենայնիվ, Ru(II)-arene համալիրների բնորոշ թերությունները, ինչպիսիք են ցածր կայունությունը և/կամ վատ բիոանվտանգությունը, կարող են ազդել arene-Ru(II) համալիրների թերապևտիկ արդյունավետության և in vivo ակտիվության վրա:Այնուամենայնիվ, ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս թերությունները կարող են հաղթահարվել ռութենիումի կոմպլեքսները կենսահամատեղելի պոլիմերներով պարփակելով ֆիզիկական պարուրման կամ կովալենտային կոնյուգացիայի միջոցով:
Այս աշխատանքում մենք զեկուցում ենք Ru(II)-arene (RuDA) DA-խոնարհված կոմպլեքսները NIR ձգանով DAD քրոմոֆորի և Ru(II)-արենի մասի միջև կոորդինացիոն կապի միջոցով:Ստացված կոմպլեքսները ոչ կովալենտային փոխազդեցությունների պատճառով կարող են ինքնուրույն հավաքվել ջրի մեջ մետալոսուպրամոլեկուլային վեզիկուլների մեջ:Հատկանշական է, որ վերմոլեկուլային հավաքը RuDA-ին օժտեց պոլիմերացման արդյունքում առաջացած միջհամակարգային հատման հատկություններով, ինչը զգալիորեն բարձրացրեց ISC արդյունավետությունը, ինչը շատ բարենպաստ էր PDT-ի համար (նկ. 1Ա):Ուռուցքի կուտակումը և in vivo կենսահամատեղելիությունը մեծացնելու համար FDA-ի կողմից հաստատված Pluronic F127-ը (PEO-PPO-PEO) օգտագործվել է RuDA47,48,49-ը պարփակելու համար՝ ստեղծելու RuDA-NP նանոմասնիկներ (Նկար 1B), որոնք գործում են որպես բարձր արդյունավետ PDT/Dal-: ռեժիմ PTT վստահված անձ:Քաղցկեղի ֆոտոթերապիայի ժամանակ (Նկար 1C) RuDA-NP-ն օգտագործվել է MDA-MB-231 ուռուցքներով մերկ մկների բուժման համար՝ PDT-ի և PTT-ի արդյունավետությունը in vivo ուսումնասիրելու համար:
RuDA-ի ֆոտոֆիզիկական մեխանիզմի սխեմատիկ նկարազարդումը քաղցկեղի ֆոտոթերապիայի մոնոմերային և ագրեգացված ձևերում, B RuDA-NP-ների և C RuDA-NP-ների սինթեզ NIR-ակտիվացված PDT-ի և PTT-ի համար:
RuDA-ն, որը բաղկացած է TPA և TDP ֆունկցիոնալությունից, պատրաստվել է Լրացուցիչ Նկար 1-ում ցուցադրված ընթացակարգի համաձայն (Նկար 2Ա), և RuDA-ն բնութագրվում է 1H և 13C NMR սպեկտրներով, էլեկտրասփրեյի իոնացման զանգվածային սպեկտրոմետրիայով և տարրական վերլուծությամբ (Լրացուցիչ նկարներ 2-4): )RuDA էլեկտրոնային խտության տարբերության քարտեզը ամենացածր սինգլետ անցման համար հաշվարկվել է ժամանակից կախված խտության ֆունկցիոնալ տեսությամբ (TD-DFT)՝ լիցքի փոխանցման գործընթացը ուսումնասիրելու համար:Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 5-ում, էլեկտրոնի խտությունը հիմնականում շարժվում է տրիֆենիլամինից դեպի TDP ընդունող միավոր ֆոտոգրգռումից հետո, ինչը կարող է վերագրվել տիպիկ ներմոլեկուլային լիցքի փոխանցմանը (CT):
Հանքաքարի քիմիական կառուցվածքը Բ Հանքաքարի կլանման սպեկտրները DMF-ի և ջրի տարբեր հարաբերակցությունների խառնուրդներում:C RuDA-ի (800 նմ) ​​և ICG-ի (779 նմ) նորմալացված կլանման արժեքները՝ 808 նմ լազերային լույսի 0,5 Վտ սմ-2 ժամանակի համեմատ:D ABDA-ի ֆոտոդեգրադացիան նշվում է RuDA-ով առաջացած 1O2 ձևավորմամբ DMF/H2O խառնուրդներում ջրի տարբեր պարունակությամբ լազերային ճառագայթման ազդեցության տակ 808 նմ ալիքի երկարությամբ և 0,5 Վտ/սմ2 հզորությամբ:
Համառոտագիր. Ուլտրամանուշակագույն տեսանելի կլանման սպեկտրոսկոպիան օգտագործվել է հանքաքարի ինքնահավաքման հատկությունները տարբեր հարաբերակցությամբ DMF-ի և ջրի խառնուրդներում ուսումնասիրելու համար:Ինչպես ցույց է տրված նկ.2B, RuDA-ն ցուցադրում է կլանման գոտիներ 600-ից մինչև 900 նմ DMF-ում՝ առավելագույն կլանման գոտի 729 նմ:Ջրի քանակի ավելացումը հանգեցրեց հանքաքարի կլանման առավելագույն աստիճանական կարմիր շեղմանը մինչև 800 նմ, ինչը ցույց է տալիս հանքաքարի J-ագրեգացումը հավաքված համակարգում:RuDA-ի ֆոտոլյումինեսցենտային սպեկտրները տարբեր լուծիչներում ներկայացված են Լրացուցիչ Նկար 6-ում: RuDA-ն, ըստ երևույթին, ցուցադրում է բնորոշ NIR-II լյումինեսցենտություն՝ առավելագույն արտանետման ալիքի երկարությամբ մոտ:1050 նմ CH2Cl2 և CH3OH համապատասխանաբար:RuDA-ի Stokes-ի մեծ տեղաշարժը (մոտ 300 նմ) ​​ցույց է տալիս գրգռված վիճակի երկրաչափության զգալի փոփոխություն և ցածր էներգիայի գրգռված վիճակների ձևավորում:Հանքաքարի լյումինեսցենտային քվանտային ելքերը CH2Cl2-ում և CH3OH-ում որոշվել են համապատասխանաբար 3,3 և 0,6%:Այնուամենայնիվ, մեթանոլի և ջրի խառնուրդում (5/95, v/v) նկատվել է արտանետումների կարմիր շեղում և քվանտային ելքի նվազում (0,22%), ինչը կարող է պայմանավորված լինել հանքաքարի ինքնահավաքմամբ։ .
Հանքաքարի ինքնահավաքումը պատկերացնելու համար մենք օգտագործեցինք հեղուկ ատոմային ուժի մանրադիտակ (AFM)՝ ջուր ավելացնելուց հետո մեթանոլի լուծույթում հանքաքարի մորֆոլոգիական փոփոխությունները պատկերացնելու համար:Երբ ջրի պարունակությունը 80%-ից ցածր էր, հստակ ագրեգացիա չի նկատվել (Լրացուցիչ նկար 7):Այնուամենայնիվ, ջրի պարունակության հետագա աճով մինչև 90-95%, հայտնվեցին փոքր նանոմասնիկներ, որոնք վկայում էին հանքաքարի ինքնահավաքման մասին: Բացի այդ, 808 նմ ալիքի երկարությամբ լազերային ճառագայթումը չի ազդել RuDA-ի կլանման ինտենսիվության վրա ջրային միջավայրում: լուծույթ (նկ. 2C և լրացուցիչ նկ. 8):Ի հակադրություն, ինդոցիանին կանաչի կլանումը (ICG որպես հսկողություն) արագ իջավ 779 նմ-ում, ինչը ցույց է տալիս RuDA-ի գերազանց ֆոտոկայունությունը:Ի լրումն, RuDA-NP-ների կայունությունը PBS-ում (pH = 5.4, 7.4 և 9.0), 10% FBS և DMEM (բարձր գլյուկոզա) ուսումնասիրվել է ուլտրամանուշակագույն տեսանելի կլանման սպեկտրոսկոպիայի միջոցով ժամանակի տարբեր կետերում:Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 9-ում, RuDA-NP-ի կլանման տիրույթներում աննշան փոփոխություններ են նկատվել PBS-ում pH 7.4/9.0, FBS և DMEM-ում, ինչը ցույց է տալիս RuDA-NP-ի գերազանց կայունությունը:Սակայն թթվային միջավայրում (рН = 5,4) հայտնաբերվել է հանքաքարի հիդրոլիզ։Մենք նաև հետագայում գնահատեցինք RuDA-ի և RuDA-NP-ի կայունությունը՝ օգտագործելով բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատագրման (HPLC) մեթոդները:Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 10-ում, RuDA-ն առաջին ժամի ընթացքում կայուն էր մեթանոլի և ջրի խառնուրդում (50/50, վ/վ), իսկ հիդրոլիզը նկատվեց 4 ժամ հետո:Այնուամենայնիվ, RuDA NP-ների համար նկատվել է միայն լայն գոգավոր-ուռուցիկ գագաթ:Հետևաբար, գել թափանցող քրոմատոգրաֆիա (GPC) օգտագործվել է PBS-ում RuDA NP-ների կայունությունը գնահատելու համար (pH = 7.4):Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 11-ում, փորձարկված պայմաններում 8 ժամ ինկուբացիայից հետո, NP RuDA-ի գագաթնակետի բարձրությունը, գագաթնակետի լայնությունը և գագաթնակետի մակերեսը էապես չեն փոխվել՝ ցույց տալով NP RuDA-ի գերազանց կայունությունը:Բացի այդ, TEM պատկերները ցույց տվեցին, որ RuDA-NP նանոմասնիկների մորֆոլոգիան գրեթե անփոփոխ է մնացել 24 ժամ հետո նոսրացված PBS բուֆերում (pH = 7.4, Լրացուցիչ Նկար 12):
Քանի որ ինքնահավաքումը կարող է տարբեր ֆունկցիոնալ և քիմիական բնութագրեր հաղորդել հանքաքարին, մենք նկատեցինք 9,10-անտրացենդիիլբիս(մեթիլեն)դիմալոնաթթվի (ABDA, ցուցիչ 1O2) արտազատումը մեթանոլ-ջուր խառնուրդներում:Տարբեր ջրի պարունակությամբ հանքաքար50.Ինչպես ցույց է տրված Նկար 2D-ում և Լրացուցիչ Նկար 13-ում, ABDA-ի դեգրադացիա չի նկատվել, երբ ջրի պարունակությունը 20%-ից ցածր է եղել:Խոնավության 40% աճով տեղի է ունեցել ABDA-ի դեգրադացիա, ինչի մասին վկայում է ABDA ֆլուորեսցենցիայի ինտենսիվության նվազումը:Նկատվել է նաև, որ ջրի ավելի բարձր պարունակությունը հանգեցնում է ավելի արագ քայքայման, ինչը ենթադրում է, որ RuDA-ի ինքնահավաքումը անհրաժեշտ է և օգտակար ABDA-ի քայքայման համար:Այս երևույթը շատ է տարբերվում ժամանակակից ACQ (ագրեգացիայի արդյունքում առաջացած մարման) քրոմոֆորներից։808 նմ ալիքի երկարությամբ լազերային ճառագայթման դեպքում 1O2 RuDA-ի քվանտային ելքը 98% H2O/2% DMF խառնուրդում կազմում է 16,4%, ինչը 82 անգամ գերազանցում է ICG-ին (ΦΔ = 0,2%)51, ցույց տալով 1O2 RuDA-ի արտադրության ուշագրավ արդյունավետություն ագրեգացման վիճակում:
Էլեկտրոնների սպինները՝ օգտագործելով 2,2,6,6-տետրամեթիլ-4-պիպերիդինոն (TEMP) և 5,5-դիմեթիլ-1-պիրոլին N-օքսիդ (DMPO) որպես պտտվող թակարդներ, Օգտագործվել է ռեզոնանսային սպեկտրոսկոպիա (ESR)՝ ստացված տեսակները բացահայտելու համար: ԱՖԿ.RuDA-ի կողմից։Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 14-ում, հաստատվել է, որ 1O2-ն առաջանում է ճառագայթման ժամանակներում 0-ից 4 րոպե:Բացի այդ, երբ RuDA-ն ինկուբացված էր DMPO-ով ճառագայթման տակ, հայտնաբերվեց տիպիկ չորս տողանի EPR ազդանշան 1:2:2:1 DMPO-OH· ադդուկտով, որը ցույց է տալիս հիդրօքսիլ ռադիկալների (OH·) ձևավորումը:Ընդհանուր առմամբ, վերը նշված արդյունքները ցույց են տալիս RuDA-ի կարողությունը՝ խթանելու ROS արտադրությունը կրկնակի I/II տիպի ֆոտոզգայունացման գործընթացի միջոցով:
RuDA-ի էլեկտրոնային հատկությունները մոնոմերային և ագրեգացված ձևերում ավելի լավ հասկանալու համար RuDA-ի սահմանային մոլեկուլային ուղեծրերը մոնոմերային և դիմերային ձևերով հաշվարկվել են DFT մեթոդով:Ինչպես ցույց է տրված նկ.3A, մոնոմերային RuDA-ի ամենաբարձր զբաղված մոլեկուլային ուղեծրը (HOMO) տեղակայված է լիգանդի ողնաշարի երկայնքով, իսկ ամենացածր չզբաղված մոլեկուլային ուղեծրը (LUMO) կենտրոնացած է TDP ընդունող միավորի վրա:Ընդհակառակը, HOMO-ի դիմերային էլեկտրոնի խտությունը կենտրոնացած է RuDA-ի մեկ մոլեկուլի լիգանդի վրա, մինչդեռ LUMO-ում էլեկտրոնային խտությունը հիմնականում կենտրոնացած է RuDA-ի մեկ այլ մոլեկուլի ընդունող միավորի վրա, ինչը ցույց է տալիս, որ RuDA-ն դիմերում է:CT-ի առանձնահատկությունները.
A Հանքաքարի HOMO-ն և LUMO-ն հաշվարկվում են մոնոմերային և երկմերի ձևերով:B Հանքաքարի մեկ և եռակի էներգիայի մակարդակները մոնոմերներում և դիմերներում:C RuDA-ի և հնարավոր ISC ալիքների գնահատված մակարդակները որպես մոնոմեր C և երկաչափ D: Սլաքները ցույց են տալիս հնարավոր ISC ալիքները:
Էլեկտրոնների և անցքերի բաշխումը RuDA-ի ցածր էներգիայի սինգլային գրգռված վիճակներում մոնոմերային և դիմերային ձևերում վերլուծվել է Multiwfn 3.852.53 ծրագրաշարի միջոցով, որոնք հաշվարկվել են TD-DFT մեթոդով:Ինչպես նշված է լրացուցիչ պիտակի վրա:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-2-ում, մոնոմերային RDA անցքերը հիմնականում տեղայնացված են լիգանդի ողնաշարի երկայնքով այս միաձույլ գրգռված վիճակներում, մինչդեռ էլեկտրոնները հիմնականում տեղակայված են TDP խմբում՝ ցույց տալով CT-ի ներմոլեկուլային բնութագրերը:Բացի այդ, այս միաձույլ գրգռված վիճակների համար կա անցքերի և էլեկտրոնների միջև քիչ թե շատ համընկնումը, ինչը ենթադրում է, որ այս միաձույլ գրգռված վիճակները որոշակի ներդրում ունեն տեղական գրգռումից (LE):Դիմերների համար, ի լրումն ներմոլեկուլային CT և LE հատկանիշների, նկատվել է միջմոլեկուլային CT հատկանիշների որոշակի համամասնություն համապատասխան վիճակներում, հատկապես S3, S4, S7 և S8, հիմնված միջմոլեկուլային CT վերլուծության վրա, որոնցից հիմնականը CT միջմոլեկուլային անցումն է: (Լրացուցիչ աղյուսակ):3).
Փորձարարական արդյունքներն ավելի լավ հասկանալու համար մենք հետագայում ուսումնասիրեցինք RuDA-ի գրգռված վիճակների հատկությունները՝ ուսումնասիրելու մոնոմերների և դիմերների միջև տարբերությունները (Լրացուցիչ աղյուսակներ 4–5):Ինչպես ցույց է տրված Նկար 3B-ում, դիմերի միաձույլ և եռակի գրգռված վիճակների էներգիայի մակարդակները շատ ավելի խիտ են, քան մոնոմերի մակարդակները, ինչը օգնում է նվազեցնել էներգիայի բացը S1-ի և Tn-ի միջև: Զեկուցվել է, որ ISC-ի անցումները կարող են իրականացվել S1-ի և Tn54-ի միջև փոքր էներգիայի (ΔES1-Tn <0,3 eV) միջակայքում: Զեկուցվել է, որ ISC-ի անցումները կարող են իրականացվել փոքր էներգիայի բացվածքի մեջ (ΔES1-Tn <0.3 eV) S1-ի և Tn54-ի միջև: Сообщалось, что переходы ISC-ն կարող է իրականանալ ոչ մեծ էներգիայի (ԴES1-Tn <0,3 эВ) между S1 և Tn54: Զեկուցվել է, որ ISC-ի անցումները կարող են իրականացվել S1-ի և Tn54-ի միջև փոքր էներգիայի բացվածքի մեջ (ΔES1-Tn <0,3 eV):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-ն կարող է իրականանալ ոչ մեծ էներգիայի առաջ (ԴES1-Tn < 0,3 эВ) между S1 և Tn54: Զեկուցվել է, որ ISC-ի անցումը կարող է իրականացվել S1-ի և Tn54-ի միջև փոքր էներգիայի բացվածքի մեջ (ΔES1-Tn <0.3 eV):Բացի այդ, միայն մեկ ուղեծր՝ զբաղեցված կամ չզբաղված, պետք է տարբերվի կապված միաձույլ և եռյակ վիճակներով՝ ոչ զրոյական SOC ինտեգրալ ապահովելու համար:Այսպիսով, հիմնվելով գրգռման էներգիայի և ուղեծրային անցման վերլուծության վրա, ISC անցման բոլոր հնարավոր ուղիները ներկայացված են Նկ.3C,D.Հատկանշական է, որ մոնոմերում հասանելի է միայն մեկ ISC ալիք, մինչդեռ դիմերային ձևն ունի չորս ISC ալիք, որոնք կարող են ուժեղացնել ISC անցումը:Հետևաբար, խելամիտ է ենթադրել, որ որքան շատ RuDA մոլեկուլներ հավաքվեն, այնքան ավելի հասանելի կլինեն ISC ալիքները:Հետևաբար, RuDA ագրեգատները կարող են ձևավորել երկշերտ էլեկտրոնային կառուցվածքներ միաձույլ և եռակի վիճակներում՝ նվազեցնելով էներգիայի բացը S1-ի և հասանելի Tn-ի միջև, դրանով իսկ բարձրացնելով ISC-ի արդյունավետությունը՝ հեշտացնելու 1O2-ի արտադրությունը:
Հիմքում ընկած մեխանիզմը ավելի պարզաբանելու համար մենք սինթեզեցինք արեն-Ru(II) համալիրի (RuET) տեղեկատու միացությունը՝ փոխարինելով երկու էթիլ խմբերը երկու տրիֆենիլամինային ֆենիլ խմբերով RuDA-ում (նկ. 4Ա, ամբողջական բնութագրման համար, տես ESI, Լրացուցիչ 15): -21) Դոնորից (դիէթիլամին) մինչև ընդունող (TDF), RuET-ն ունի նույն ներմոլեկուլային CT բնութագրերը, ինչ RuDA-ն:Ինչպես և սպասվում էր, DMF-ում RuET-ի կլանման սպեկտրը ցույց տվեց ցածր էներգիայի լիցքի փոխանցման գոտի՝ ուժեղ կլանմամբ մոտ ինֆրակարմիր շրջանում՝ 600–1100 նմ տարածաշրջանում (նկ. 4B):Ի լրումն, RuET ագրեգացիա նկատվել է նաև ջրի պարունակության աճով, որն արտացոլվել է կլանման մաքսիմումի կարմիր շեղումով, ինչը հետագայում հաստատվել է հեղուկ AFM պատկերման միջոցով (Լրացուցիչ նկար 22):Արդյունքները ցույց են տալիս, որ RuET-ը, ինչպես RuDA-ն, կարող է ձևավորել ներմոլեկուլային վիճակներ և ինքնուրույն հավաքվել ագրեգացված կառուցվածքների մեջ:
RuET-ի քիմիական կառուցվածքը.B RuET-ի կլանման սպեկտրները DMF-ի և ջրի տարբեր հարաբերակցության խառնուրդներում:Հողամասեր C EIS Nyquist RuDA-ի և RuET-ի համար:808 նմ ալիքի երկարությամբ լազերային ճառագայթման ազդեցության տակ RuDA-ի և RuET-ի ֆոտոհոսանքի պատասխանները:
ABDA-ի ֆոտոդեգրադացումը RuET-ի առկայության դեպքում գնահատվել է 808 նմ ալիքի երկարությամբ լազերային ճառագայթման միջոցով:Զարմանալիորեն, ABDA-ի ոչ մի դեգրադացիա չի նկատվել ջրային տարբեր ֆրակցիաներում (Լրացուցիչ նկար 23):Հնարավոր պատճառն այն է, որ RuET-ը չի կարող արդյունավետ կերպով ձևավորել ժապավենային էլեկտրոնային կառուցվածք, քանի որ էթիլային շղթան չի նպաստում արդյունավետ միջմոլեկուլային լիցքի փոխանցմանը:Հետևաբար, իրականացվել են էլեկտրաքիմիական դիմադրության սպեկտրոսկոպիա (EIS) և անցողիկ ֆոտոհոսանքի չափումներ՝ համեմատելու RuDA-ի և RuET-ի ֆոտոէլեկտրոքիմիական հատկությունները:Համաձայն Nyquist սյուժեի (Նկար 4C), RuDA-ն ցույց է տալիս RuET-ից շատ ավելի փոքր շառավիղ, ինչը նշանակում է, որ RuDA56-ն ունի ավելի արագ միջմոլեկուլային էլեկտրոնների փոխադրում և ավելի լավ հաղորդունակություն:Բացի այդ, RuDA-ի ֆոտոհոսանքի խտությունը շատ ավելի բարձր է, քան RuET-ը (նկ. 4D), ինչը հաստատում է RuDA57-ի լիցքի փոխանցման ավելի լավ արդյունավետությունը:Այսպիսով, հանքաքարում գտնվող տրիֆենիլամինի ֆենիլ խումբը կարևոր դեր է խաղում միջմոլեկուլային լիցքի փոխանցման և ժապավենային էլեկտրոնային կառուցվածքի ձևավորման գործում:
Ուռուցքի կուտակումը և in vivo կենսահամատեղելիությունը մեծացնելու համար մենք RuDA-ն լրացուցիչ պարփակեցինք F127-ով:RuDA-NP-ների միջին հիդրոդինամիկ տրամագիծը որոշվել է 123,1 նմ նեղ բաշխմամբ (PDI = 0,089)՝ օգտագործելով լույսի դինամիկ ցրման (DLS) մեթոդը (Նկար 5Ա), որը նպաստում է ուռուցքի կուտակմանը մեծացնելով թափանցելիությունը և պահպանումը:EPR) ազդեցություն.TEM պատկերները ցույց են տվել, որ հանքաքարի NP-ներն ունեն միատեսակ գնդաձև ձև՝ 86 նմ միջին տրամագծով:Հատկանշական է, որ RuDA-NP-ների կլանման առավելագույնը հայտնվել է 800 նմ-ում (Լրացուցիչ նկար 24), ինչը ցույց է տալիս, որ RuDA-NP-ները կարող են պահպանել ինքնահավաքվող RuDA-ների գործառույթներն ու հատկությունները:ROS-ի հաշվարկված քվանտային ելքը NP Ore-ի համար կազմում է 15,9%, ինչը համեմատելի է հանքաքարի հետ:RuDA NP-ների ֆոտոջերմային հատկությունները ուսումնասիրվել են 808 նմ ալիքի երկարությամբ լազերային ճառագայթման ազդեցության տակ՝ օգտագործելով ինֆրակարմիր տեսախցիկը:Ինչպես ցույց է տրված նկ.5B,C, հսկիչ խումբը (միայն PBS) զգացել է ջերմաստիճանի մի փոքր աճ, մինչդեռ RuDA-NPs լուծույթի ջերմաստիճանը արագորեն աճել է ջերմաստիճանի (ΔT) բարձրացման հետ մինչև 15.5, 26.1 և 43.0 °C:Բարձր կոնցենտրացիաները եղել են համապատասխանաբար 25, 50 և 100 մկՄ, ինչը վկայում է RuDA NP-ների ուժեղ ֆոտոջերմային ազդեցության մասին:Բացի այդ, ջեռուցման/սառեցման ցիկլի չափումներ են կատարվել RuDA-NP-ի ֆոտոջերմային կայունությունը գնահատելու և ICG-ի հետ համեմատելու համար:Հանքաքարի NP-ների ջերմաստիճանը չի նվազել ջեռուցման/սառեցման հինգ ցիկլերից հետո (Նկար 5D), ինչը վկայում է հանքաքարի NP-ների գերազանց ֆոտոջերմային կայունության մասին:Ի հակադրություն, ICG-ն ցուցադրում է ավելի ցածր ֆոտոջերմային կայունություն, ինչպես երևում է նույն պայմաններում ֆոտոջերմային ջերմաստիճանի ակնհայտ անհետացումից:Նախորդ մեթոդի համաձայն58, RuDA-NP-ի ֆոտոջերմային փոխակերպման արդյունավետությունը (PCE) հաշվարկվել է 24,2%, ինչը ավելի բարձր է, քան գոյություն ունեցող ֆոտոջերմային նյութերը, ինչպիսիք են ոսկու նանորոգայթները (21,0%) և ոսկու նանոփեղկները (13,0%)59:Այսպիսով, NP Ore-ն ցուցադրում է գերազանց ֆոտոջերմային հատկություններ, ինչը նրանց դարձնում է խոստումնալից PTT գործակալներ:
RuDA NP-ների DLS և TEM պատկերների վերլուծություն (ներդիր):B RuDA NP-ների տարբեր կոնցենտրացիաների ջերմային պատկերներ, որոնք ենթարկվում են լազերային ճառագայթմանը 808 նմ (0,5 Վտ սմ-2) ալիքի երկարությամբ:C Հանքաքարի տարբեր կոնցենտրացիաների NP-ների ֆոտոջերմային փոխակերպման կորեր, որոնք քանակական տվյալներ են:B. D Հանքաքարի NP-ի և ICG-ի ջերմաստիճանի բարձրացում տաքացում-հովացման 5 ցիկլերի ընթացքում:
RuDA NP-ների ֆոտոցիտոտոքսիկությունը MDA-MB-231 մարդու կրծքագեղձի քաղցկեղի բջիջների նկատմամբ գնահատվել է in vitro:Ինչպես ցույց է տրված նկ.6A, B, RuDA-NP-ները և RuDA-ն ցուցադրել են չնչին ցիտոտոքսիկություն ճառագայթման բացակայության դեպքում, ինչը ենթադրում է RuDA-NP-ների և RuDA-ի ավելի ցածր մուգ թունավորություն:Այնուամենայնիվ, 808 նմ ալիքի երկարությամբ լազերային ճառագայթման ենթարկվելուց հետո RuDA և RuDA NP-ները ցույց են տվել ուժեղ ֆոտոցիտոտոքսիկություն MDA-MB-231 քաղցկեղի բջիջների նկատմամբ՝ IC50 արժեքներով (կես առավելագույն արգելակող կոնցենտրացիան) համապատասխանաբար 5,4 և 9,4 մկՄ, ինչը ցույց է տալիս. որ RuDA-NP-ն և RuDA-ն ունեն քաղցկեղի ֆոտոթերապիայի ներուժ:Ի լրումն, RuDA-NP-ի և RuDA-ի ֆոտոցիտոտոքսիկությունը հետագայում հետազոտվել է վիտամին C-ի (Vc) առկայության դեպքում, որը հանդիսանում է ROS մաքրող միջոց, որպեսզի պարզվի ROS-ի դերը լույսի ազդեցությամբ ցիտոտոքսիկության մեջ:Ակնհայտ է, որ բջիջների կենսունակությունը մեծացել է Vc-ի ավելացումից հետո, և RuDA և RuDA NP-ների IC50 արժեքները համապատասխանաբար եղել են 25,7 և 40,0 մկՄ, ինչը ապացուցում է ROS-ի կարևոր դերը RuDA և RuDA NP-ների ֆոտոցիտոտոքսիկության մեջ:RuDA-NPs-ի և RuDA-ի լույսի հետևանքով առաջացած ցիտոտոքսիկությունը MDA-MB-231 քաղցկեղի բջիջներում՝ կենդանի/մեռած բջիջների ներկման միջոցով՝ օգտագործելով կալցեին AM (կանաչ ֆլուորեսցենտություն կենդանի բջիջների համար) և պրոպիդիում յոդիդ (PI, կարմիր ֆլուորեսցենտություն մահացած բջիջների համար):հաստատված բջիջների կողմից) որպես լյումինեսցենտային զոնդեր:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 6C-ում, RuDA-NP-ով կամ RuDA-ով մշակված բջիջները մնացին կենսունակ առանց ճառագայթման, ինչի մասին վկայում է ինտենսիվ կանաչ ֆլուորեսցենտությունը:Ընդհակառակը, լազերային ճառագայթման տակ նկատվել է միայն կարմիր ֆլյուորեսցենտ, որը հաստատում է RuDA կամ RuDA NP-ների արդյունավետ ֆոտոցիտոտոքսիկությունը։Հատկանշական է, որ Vc-ի ավելացման ժամանակ ի հայտ է եկել կանաչ ֆլուորեսցենտ, ինչը վկայում է RuDA և RuDA NP-ների ֆոտոցիտոտոքսիկության խախտման մասին:Այս արդյունքները համապատասխանում են in vitro ֆոտոցիտոտոքսիկության վերլուծություններին:
A RuDA- և B RuDA-NP բջիջների դոզայից կախված կենսունակությունը MDA-MB-231 բջիջներում Vc-ի առկայության կամ բացակայության դեպքում (0,5 մՄ) համապատասխանաբար:Սխալների գծեր, միջին ± ստանդարտ շեղում (n = 3): Չզույգված, երկկողմանի t թեստեր *p <0.05, **p <0.01 և ***p <0.001: Չզույգված, երկկողմանի t թեստեր *p <0.05, **p <0.01 և ***p <0.001: Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001. Չզույգված երկպոչ t-թեստեր *p<0.05, **p<0.01 և ***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-testы *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001: Չզույգված երկպոչ t-թեստեր *p<0.05, **p<0.01 և ***p<0.001:C Կենդանի/մեռած բջիջների ներկման վերլուծություն՝ օգտագործելով calcein AM և propidium iodide՝ որպես լյումինեսցենտային զոնդեր:Սանդղակի սանդղակը` 30 մկմ:Ցուցադրվում են յուրաքանչյուր խմբի երեք կենսաբանական կրկնությունների ներկայացուցչական պատկերներ:D MDA-MB-231 բջիջներում ROS-ի արտադրության կոնֆոկալ ֆլուորեսցենտային պատկերներ՝ բուժման տարբեր պայմաններում:Կանաչ DCF ֆլուորեսցենտը ցույց է տալիս ROS-ի առկայությունը:Ճառագայթել 808 նմ ալիքի երկարությամբ 0,5 Վտ/սմ2 հզորությամբ լազերով 10 րոպե (300 Ջ/սմ2)։Սանդղակի սանդղակը` 30 մկմ:Ցուցադրվում են յուրաքանչյուր խմբի երեք կենսաբանական կրկնությունների ներկայացուցչական պատկերներ:E Flow cytometry RuDA-NPs (50 μM) կամ RuDA (50 μM) բուժման վերլուծություն 808 նմ լազերով կամ առանց դրա (0,5 Վտ սմ-2) Vc-ի (0,5 մՄ) առկայության և բացակայության դեպքում 10 րոպեի ընթացքում:Ցուցադրվում են յուրաքանչյուր խմբի երեք կենսաբանական կրկնությունների ներկայացուցչական պատկերներ:F Nrf-2, HSP70 և HO-1 MDA-MB-231 բջիջներից, որոնք մշակվել են RuDA-NP-ներով (50 մկՄ) 808 նմ լազերային ճառագայթմամբ կամ առանց դրա (0,5 Վտ սմ-2, 10 րոպե, 300 Ջ սմ-2), բջիջները արտահայտում են 2):Ցուցադրվում են յուրաքանչյուր խմբի երկու կենսաբանական կրկնությունների ներկայացուցչական պատկերներ:
MDA-MB-231 բջիջներում ROS-ի ներբջջային արտադրությունը հետազոտվել է 2,7-դիքլորդիհիդրոֆլորեսցեին դիացետատի (DCFH-DA) ներկման մեթոդի միջոցով:Ինչպես ցույց է տրված նկ.6D-ում, RuDA-NP-ներով կամ RuDA-ով մշակված բջիջները 808 նմ լազերային ճառագայթման ժամանակ դրսևորեցին հստակ կանաչ ֆլյուորեսցենտ, ինչը ցույց է տալիս, որ RuDA-NP-ները և RuDA-ն ROS առաջացնելու արդյունավետ կարողություն ունեն:Ընդհակառակը, լույսի բացակայության կամ Vc-ի առկայության դեպքում նկատվել է միայն բջիջների թույլ լյումինեսցենտային ազդանշան, որը վկայում է ROS-ի աննշան առաջացման մասին։Ներբջջային ROS մակարդակները RuDA-NP բջիջներում և RuDA-ով մշակված MDA-MB-231 բջիջներում հետագայում որոշվել են հոսքի ցիտոմետրիայի միջոցով:Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 25-ում, RuDA-NP-ների և RuDA-ի կողմից 808 նմ լազերային ճառագայթման տակ առաջացած միջին ֆլյուորեսցենտային ինտենսիվությունը (MFI) զգալիորեն ավելացել է մոտ 5.1 և 4.8 անգամ համապատասխանաբար հսկիչ խմբի համեմատ՝ հաստատելով դրանց գերազանց ձևավորումը AFK:հզորությունը։Այնուամենայնիվ, RuDA-NP կամ MDA-MB-231 բջիջներում ROS-ի ներբջջային մակարդակները, որոնք մշակվել են RuDA-ով, համեմատելի են եղել միայն առանց լազերային ճառագայթման կամ Vc-ի առկայության հսկիչների հետ, ինչը նման է կոնֆոկալ ֆլուորեսցենտային վերլուծության արդյունքներին:
Ցույց է տրվել, որ Ru(II)-arene համալիրների հիմնական թիրախը միտոքոնդրիներն են60:Հետևաբար, հետազոտվել է RuDA-ի և RuDA-NP-ների ենթաբջջային տեղայնացումը:Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 26-ում, RuDA-ն և RuDA-NP-ը ցույց են տալիս բջջային բաշխման նմանատիպ պրոֆիլներ՝ միտոքոնդրիայում ամենաբարձր կուտակմամբ (62,5 ± 4,3 և 60,4 ± 3,6 նգ/մգ սպիտակուց, համապատասխանաբար):Այնուամենայնիվ, Ru-ի միայն փոքր քանակություն է հայտնաբերվել Ore-ի և NP Ore-ի միջուկային ֆրակցիաներում (համապատասխանաբար 3,5 և 2,1%):Մնացած բջջային ֆրակցիան պարունակում էր մնացորդային ռութենիում. RuDA-ի համար 31,7% (30,6 ± 3,4 նգ/մգ սպիտակուց) և 42,9% (47,2 ± 4,5 նգ/մգ սպիտակուց) RuDA-NP-ների համար:Ընդհանուր առմամբ, հանքաքարը և NP Ore-ը հիմնականում կուտակված են միտոքոնդրիումներում։Միտոքոնդրիալ դիսֆունկցիան գնահատելու համար մենք օգտագործեցինք JC-1 և MitoSOX Red ներկումը համապատասխանաբար միտոքոնդրիալ մեմբրանի ներուժը և գերօքսիդ արտադրելու կարողությունը գնահատելու համար:Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 27-ում, ինտենսիվ կանաչ (JC-1) և կարմիր (MitoSOX Red) ֆլյուորեսցենցիան նկատվել է RuDA-ով և RuDA-NP-ներով մշակված բջիջներում 808 նմ լազերային ճառագայթման տակ, ինչը ցույց է տալիս, որ և՛ RuDA, և՛ RuDA-NP-ները բարձր լյումինեսցենտ են: Այն կարող է արդյունավետ կերպով հրահրել միտոքոնդրիալ մեմբրանի ապաբևեռացում և սուպերօքսիդի արտադրություն:Բացի այդ, բջիջների մահվան մեխանիզմը որոշվել է անեքսին V-FITC/propidium iodide (PI) հոսքի ցիտոմետրիայի վրա հիմնված վերլուծության միջոցով:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 6E-ում, 808 նմ լազերային ճառագայթման ժամանակ RuDA-ն և RuDA-NP-ն առաջացրել են MDA-MB-231 բջիջներում վաղ ապոպտոզի արագության զգալի աճ (ներքևի աջ քառակուսի)՝ համեմատած PBS կամ PBS գումարած լազերի հետ:վերամշակված բջիջներ.Այնուամենայնիվ, երբ ավելացվեց Vc-ը, RuDA-ի և RuDA-NP-ի ապոպտոզի մակարդակը զգալիորեն նվազել է՝ 50,9% և 52,0%-ից մինչև 15,8% և 17,8%, համապատասխանաբար, ինչը հաստատում է ROS-ի կարևոր դերը RuDA-ի և RuDA-NP-ի ֆոտոցիտոտոքսիկության մեջ:.Բացի այդ, թեթև նեկրոտիկ բջիջներ են նկատվել փորձարկված բոլոր խմբերում (վերին ձախ քառակուսի), ինչը ենթադրում է, որ ապոպտոզը կարող է լինել բջիջների մահվան գերակշռող ձևը, որն առաջացել է RuDA-ի և RuDA-NP-ների կողմից:
Քանի որ օքսիդատիվ սթրեսի վնասը ապոպտոզի հիմնական որոշիչն է, միջուկային գործոնը, որը կապված է էրիթրոիդ 2-ի, գործոն 2-ի (Nrf2) 62-ի հետ, որը հակաօքսիդանտ համակարգի հիմնական կարգավորիչն է, հետազոտվել է RuDA-NPs-ով բուժվող MDA-MB-231-ում:Ճառագայթման արդյունքում առաջացած RuDA NP-ների գործողության մեխանիզմը.Միևնույն ժամանակ, հայտնաբերվել է նաև հոսանքով ներքև գտնվող սպիտակուցի հեմ օքսիգենազ 1 (HO-1) էքսպրեսիա:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 6F-ում և Լրացուցիչ Նկար 29-ում, RuDA-NP-ով միջնորդավորված ֆոտոթերապիան ավելացրել է Nrf2 և HO-1 արտահայտման մակարդակները PBS խմբի համեմատ՝ ցույց տալով, որ RuDA-NP-ները կարող են խթանել օքսիդատիվ սթրեսի ազդանշանային ուղիները:Բացի այդ, RuDA-NPs63-ի ֆոտոջերմային էֆեկտն ուսումնասիրելու համար գնահատվել է նաև ջերմային շոկի Hsp70 սպիտակուցի արտահայտումը:Հասկանալի է, որ RuDA-NPs + 808 նմ լազերային ճառագայթմամբ մշակված բջիջները ցույց են տվել Hsp70-ի աճող արտահայտվածություն մյուս երկու խմբերի համեմատ՝ արտացոլելով բջջային արձագանքը հիպերթերմիային:
Հատկանշական in vitro արդյունքները մեզ հուշեցին հետազոտելու RuDA-NP-ի in vivo կատարումը MDA-MB-231 ուռուցքով մերկ մկների մոտ:RuDA NP-ների հյուսվածքային բաշխումն ուսումնասիրվել է՝ որոշելով ռութենիումի պարունակությունը լյարդում, սրտում, փայծաղում, երիկամներում, թոքերում և ուռուցքներում:Ինչպես ցույց է տրված նկ.7A, հանքաքարի NP-ների առավելագույն պարունակությունը նորմալ օրգաններում հայտնվել է առաջին դիտարկման ժամանակ (4 ժամ), մինչդեռ առավելագույն պարունակությունը որոշվել է ուռուցքային հյուսվածքներում ներարկումից 8 ժամ հետո, հնարավոր է հանքաքարի NP-ների պատճառով:LF-ի EPR ազդեցությունը.Բաշխման արդյունքների համաձայն, NP հանքաքարով մշակման օպտիմալ տեւողությունը վերցվել է ընդունումից 8 ժամ հետո:Ուռուցքային տեղամասերում RuDA-NP-ների կուտակման գործընթացը ցուցադրելու համար RuDA-NP-ների ֆոտոակուստիկ (PA) հատկությունները վերահսկվել են՝ գրանցելով RuDA-NP-ների PA ազդանշանները ներարկումից հետո տարբեր ժամանակներում:Նախ, RuDA-NP-ի PA ազդանշանը in vivo-ն գնահատվեց՝ գրանցելով ուռուցքի տեղամասի PA պատկերները RuDA-NP-ի ներուռուցքային ներարկումից հետո:Ինչպես ցույց է տրված Լրացուցիչ Նկար 30-ում, RuDA-NP-ները ցույց են տվել ուժեղ PA ազդանշան, և կար դրական հարաբերակցություն RuDA-NP-ի համակենտրոնացման և PA ազդանշանի ինտենսիվության միջև (Լրացուցիչ նկար 30Ա):Այնուհետև, ուռուցքային տեղամասերի in vivo PA պատկերները գրանցվեցին RuDA-ի և RuDA-NP-ի ներերակային ներարկումից հետո ներարկումից հետո տարբեր ժամանակային կետերում:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 7B-ում, RuDA-NP-ների PA ազդանշանը ուռուցքի տեղանքից ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար աճեց և հասավ բարձրության ներարկումից հետո 8 ժամվա ընթացքում՝ համահունչ ICP-MS վերլուծությամբ որոշված ​​հյուսվածքների բաշխման արդյունքներին:Ինչ վերաբերում է RuDA-ին (Լրացուցիչ նկ. 30B), PA ազդանշանի առավելագույն ինտենսիվությունը հայտնվեց ներարկումից 4 ժամ հետո, ինչը ցույց է տալիս RuDA-ի մուտքի արագ արագությունը ուռուցք:Բացի այդ, RuDA-ի և RuDA-NP-ների արտազատման վարքագիծը հետազոտվել է՝ որոշելով մեզի և կղանքի մեջ ռութենիումի քանակը՝ օգտագործելով ICP-MS:RuDA-ի (Լրացուցիչ Նկ. 31) և RuDA-NP-ների (նկ. 7C) վերացման հիմնական ուղին կղանքով է, և RuDA-ի և RuDA-NP-ների արդյունավետ մաքրումը նկատվել է 8-օրյա ուսումնասիրության ընթացքում, ինչը նշանակում է, որ RuDA-ն և RuDA-NP-ները կարող են արդյունավետորեն վերացվել օրգանիզմից՝ առանց երկարատև թունավորության:
A. RuDA-NP-ի ex vivo բաշխումը մկների հյուսվածքներում որոշվել է Ru պարունակությամբ (Ru (ID) կիրառվող դոզան մեկ գրամ հյուսվածքի վրա) ներարկումից հետո տարբեր ժամանակներում:Տվյալները միջին են ± ստանդարտ շեղում (n = 3): Չզույգված, երկկողմանի t թեստեր *p <0.05, **p <0.01 և ***p <0.001: Չզույգված, երկկողմանի t թեստեր *p <0.05, **p <0.01 և ***p <0.001: Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001. Չզույգված երկպոչ t-թեստեր *p<0.05, **p<0.01 և ***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-testы *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001: Չզույգված երկպոչ t-թեստեր *p<0.05, **p<0.01 և ***p<0.001:B PA պատկերներ in vivo ուռուցքային տեղամասերի 808 նմ գրգռման ժամանակ RuDA-NPs (10 մկմոլ կգ-1) ներերակային ներարկումից հետո տարբեր ժամանակային կետերում:RuDA NP-ների (10 մկմոլ կգ-1) ներերակային ներարկումից հետո C Ru-ն արտազատվել է մկներից մեզի և կղանքի հետ տարբեր ժամանակային ընդմիջումներով:Տվյալները միջին են ± ստանդարտ շեղում (n = 3):
Համեմատության համար RuDA-NP-ի տաքացման հզորությունը in vivo ուսումնասիրվել է MDA-MB-231 և RuDA ուռուցքներով մերկ մկների վրա:Ինչպես ցույց է տրված նկ.8A և լրացուցիչ Նկար 32, հսկիչ (աղի լուծույթ) խումբը ցույց տվեց ավելի քիչ ջերմաստիճանի փոփոխություն (ΔT ≈ 3 °C) 10 րոպե շարունակական ազդեցությունից հետո:Այնուամենայնիվ, RuDA-NP-ների և RuDA-ի ջերմաստիճանը արագորեն աճեց՝ համապատասխանաբար 55,2 և 49,9 °C առավելագույն ջերմաստիճաններով՝ ապահովելով բավարար հիպերտերմիա in vivo քաղցկեղի բուժման համար:RuDA NP-ների (ΔT ≈ 24°C) բարձր ջերմաստիճանի նկատվող բարձրացումը RuDA-ի (ΔT ≈ 19°C) համեմատությամբ կարող է պայմանավորված լինել նրա ավելի լավ թափանցելիությամբ և ուռուցքային հյուսվածքներում կուտակվելով՝ EPR էֆեկտի պատճառով:
MDA-MB-231 ուռուցք ունեցող մկների ինֆրակարմիր ջերմային պատկերները, որոնք ճառագայթվել են 808 նմ լազերով տարբեր ժամանակներում ներարկումից 8 ժամ հետո:Ցուցադրվում են յուրաքանչյուր խմբի չորս կենսաբանական կրկնությունների ներկայացուցչական պատկերներ:B Ուռուցքի հարաբերական ծավալը և C Մկների տարբեր խմբերի միջին ուռուցքային զանգվածը բուժման ընթացքում:D Մկների տարբեր խմբերի մարմնի քաշի կորեր:Ճառագայթել 808 նմ ալիքի երկարությամբ 0,5 Վտ/սմ2 հզորությամբ լազերով 10 րոպե (300 Ջ/սմ2)։Սխալների գծեր, միջին ± ստանդարտ շեղում (n = 3): Չզույգված, երկկողմանի t թեստեր *p <0.05, **p <0.01 և ***p <0.001: Չզույգված, երկկողմանի t թեստեր *p <0.05, **p <0.01 և ***p <0.001: Непарные двусторонние t-критерии *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001. Չզույգված երկպոչ t-թեստեր *p<0.05, **p<0.01 և ***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-testы *p <0,05, **p <0,01 и ***p <0,001: Չզույգված երկպոչ t-թեստեր *p<0.05, **p<0.01 և ***p<0.001: E H&E-ի հիմնական օրգանների և ուռուցքների ներկման պատկերներ տարբեր բուժման խմբերից, ներառյալ Saline, Saline + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs և RuDA-NPs + Laser խմբերը: E H&E-ի հիմնական օրգանների և ուռուցքների ներկման պատկերներ տարբեր բուժման խմբերից, ներառյալ Saline, Saline + Laser, RuDA, RuDA + Laser, RuDA-NPs և RuDA-NPs + Laser խմբերը: Изображения окрашивания E H&E основных органов и опухолей из разных групп лечения, ընդգրկում է խմբի ֆիզիոլոգիական լուծում, ֆիզիոլոգիական լուծում + լազերա, RuDA, RuDA + լազեր, RuDA-NPs + RuDA-N. E H&E-ի հիմնական օրգանների և ուռուցքների ներկման պատկերներ բուժման տարբեր խմբերից, ներառյալ ֆիզիոլոգիական, աղի + լազերային, RuDA, RuDA + լազերային, RuDA-NPs և RuDA-NPs + լազերային խմբերը:来自来自 治疗 组 的 主要 器官 和 的 e h & e 染色 图像, 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 + լազեր, RuDA, RuDA + լազեր, RuDA-NPs և RuDA-NPs + լազեր: Հիմնական օրգանների և ուռուցքների E H&E գունավորում տարբեր բուժման խմբերից, ներառյալ ֆիզիոլոգիական լուծույթ, աղի + լազեր, RuDA, RuDA + լազեր, RuDA-NPs և RuDA-NPs + լազեր:Սանդղակի սանդղակը` 60 մկմ:
Գնահատվել է in vivo ֆոտոթերապիայի ազդեցությունը RuDA և RuDA NP-ներով, երբ MDA-MB-231 ուռուցքներով մերկ մկներին ներերակային ներարկվել են RuDA կամ RuDA NPs 10.0 մկմոլ կգ-1 մեկ դոզայի միջոցով պոչային երակի միջոցով, իսկ հետո 8: ներարկումից ժամեր անց:լազերային ճառագայթում 808 նմ ալիքի երկարությամբ:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 8B-ում, ուռուցքի ծավալները զգալիորեն ավելացել են աղի և լազերային խմբերում, ինչը ցույց է տալիս, որ աղի կամ լազերային 808 ճառագայթումը փոքր ազդեցություն է ունեցել ուռուցքի աճի վրա:Ինչպես աղի լուծույթի խմբում, ուռուցքի արագ աճը նկատվել է նաև RuDA-NP-ով կամ RuDA-ով բուժված մկների մոտ՝ լազերային ճառագայթման բացակայության դեպքում՝ ցույց տալով դրանց ցածր մուգ թունավորությունը:Ի հակադրություն, լազերային ճառագայթումից հետո RuDA-NP և RuDA բուժումը առաջացրել է ուռուցքի զգալի ռեգրեսիա՝ ուռուցքի ծավալի կրճատմամբ համապատասխանաբար 95,2% և 84,3%, համեմատած աղի լուծույթով բուժվող խմբի հետ, ինչը ցույց է տալիս գերազանց սիներգետիկ PDT:, միջնորդավորված RuDA/CHTV էֆեկտով։– NP կամ Ore RuDA-ի համեմատ RuDA NP-ները ցույց են տվել ավելի լավ ֆոտոթերապևտիկ ազդեցություն, ինչը հիմնականում պայմանավորված է RuDA NP-ների EPR էֆեկտով:Ուռուցքի աճի արգելակման արդյունքները հետագայում գնահատվել են բուժման 15-րդ օրը հեռացված ուռուցքի քաշով (նկ. 8C և լրացուցիչ նկար 33):Ուռուցքի միջին զանգվածը RuDA-NP-ով և RuDA-ով բուժվող մկների մոտ համապատասխանաբար 0,08 և 0,27 գ էր, ինչը շատ ավելի թեթև էր, քան վերահսկիչ խմբում (1,43 գ):
Բացի այդ, մկների մարմնի քաշը գրանցվում էր երեք օրը մեկ՝ RuDA-NPs-ի կամ RuDA-ի մուգ թունավորությունը in vivo-ում ուսումնասիրելու համար:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 8D-ում, բուժման բոլոր խմբերի համար մարմնի քաշի էական տարբերություններ չեն նկատվել: Բացի այդ, տարբեր բուժման խմբերից իրականացվել են հիմնական օրգանների (սիրտ, լյարդ, փայծաղ, թոքեր և երիկամներ) հեմատոքսիլինով և էոզինով (H&E) ներկում: Բացի այդ, կատարվել են հիմնական օրգանների (սիրտ, լյարդ, փայծաղ, թոքեր և երիկամներ) գունավորում հեմատոքսիլինով և էոզինով (H&E) տարբեր բուժման խմբերից: Кроме того, было проведено окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, селезенки, легких и почек) из разных групп лечения. Բացի այդ, կատարվել է հիմնական օրգանների (սիրտ, լյարդ, փայծաղ, թոքեր և երիկամներ) գունավորում հեմատոքսիլինով և էոզինով (H&E) տարբեր բուժման խմբերից:此外，对不同治疗组的主要器官（心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）进脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）进脏、肝脏. (H&E) Кроме того, проводили окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) основных органов (сердца, печени, селезенки, легких и почек) в различных группах лечения. Բացի այդ, տարբեր բուժման խմբերում կատարվել են հիմնական օրգանների (սիրտ, լյարդ, փայծաղ, թոքեր և երիկամներ) ներկում` հեմատոքսիլինով և էոզինով (H&E):Ինչպես ցույց է տրված Նկ.8E, RuDA-NPs և RuDA խմբերի հինգ հիմնական օրգանների H&E ներկման պատկերները ակնհայտ շեղումներ կամ օրգանների վնասվածքներ չեն ցուցադրում: 8E, RuDA-NPs և RuDA խմբերի հինգ հիմնական օրգանների H&E ներկման պատկերները ակնհայտ շեղումներ կամ օրգանների վնասվածքներ չեն ցուցադրում:Ինչպես ցույց է տրված նկ.8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs и RuDA не демонстрируют явных аномалий или повреждений органов. RuDA-NPs և RuDA խմբերի հինգ հիմնական օրգանների ներկման 8E, H&E պատկերները ցույց չեն տալիս ակնհայտ օրգանների շեղումներ կամ վնասվածքներ:如图8E 所示，来自 RuDA-NPs如图8E 所示，来自RuDA-NPs 和RuDA 组的五个主要器官的H&E Как показано на рисунке 8E, изображения окрашивания H&E пяти основных органов из групп RuDA-NPs и RuDA не показали явных аномалий или повреждения органов. Ինչպես ցույց է տրված Նկար 8E-ում, RuDA-NPs և RuDA խմբերի հինգ հիմնական օրգանների H&E ներկման պատկերները ցույց չեն տվել ակնհայտ շեղումներ կամ օրգանների վնաս:Այս արդյունքները ցույց տվեցին, որ ոչ RuDA-NP-ն, ոչ էլ RuDA-ն in vivo թունավորության նշաններ ցույց չեն տվել: Ավելին, ուռուցքների ներկման H&E պատկերները ցույց տվեցին, որ RuDA + Laser և RuDA-NPs + Laser խմբերը կարող են առաջացնել քաղցկեղային բջիջների լուրջ ոչնչացում՝ ցույց տալով RuDA-ի և RuDA-NP-ի հիանալի in vivo ֆոտոթերապևտիկ արդյունավետությունը: Ավելին, ուռուցքների ներկման H&E պատկերները ցույց տվեցին, որ RuDA + Laser և RuDA-NPs + Laser խմբերը կարող են առաջացնել քաղցկեղային բջիջների լուրջ ոչնչացում՝ ցույց տալով RuDA-ի և RuDA-NP-ի հիանալի in vivo ֆոտոթերապևտիկ արդյունավետությունը:Բացի այդ, հեմատոքսիլին-էոզինով ներկված ուռուցքային պատկերները ցույց են տվել, որ և՛ RuDA+Լազերային, և՛ RuDA-NPs+Լազերային խմբերը կարող են առաջացնել քաղցկեղային բջիջների լուրջ ոչնչացում՝ ցույց տալով RuDA-ի և RuDA-NP-ի բարձր ֆոտոթերապևտիկ արդյունավետությունը in vivo-ում:此外, 肿瘤 的 H & E 染色 图像 显示, ruda + լազերային 和 ruda-nps + լազերային 组均 可 导致 严重 的 癌细胞癌细胞, 证明 了 ruda 和 ruda-nps 的 优异 光疗光疗.此外, 肿瘤 的 & e 染色 显示, Ruda + Laser 和 Ruda-NPS + լազեր 组均 导致 的 癌 细胞细胞, 证明 了 ruda 和 ruda-nps 的 的 体内 ............. ....Բացի այդ, հեմատոքսիլինով և էոզինով ներկված ուռուցքային պատկերները ցույց են տվել, որ RuDA+Laser և RuDA-NPs+Laser խմբերը հանգեցրել են քաղցկեղի բջիջների լուրջ ոչնչացման՝ ցույց տալով RuDA-ի և RuDA-NP-ի բարձր ֆոտոթերապևտիկ արդյունավետությունը in vivo-ում:
Եզրափակելով, Ru(II)-arene (RuDA) օրգանոմետաղային համալիրը DA տիպի լիգանդներով նախագծվել է հեշտացնելու ISC գործընթացը՝ օգտագործելով ագրեգացման մեթոդը:Սինթեզված RuDA-ն կարող է ինքնուրույն հավաքվել ոչ կովալենտային փոխազդեցությունների միջոցով՝ ձևավորելով RuDA-ից ստացված վերմոլեկուլային համակարգեր՝ դրանով իսկ հեշտացնելով 1O2-ի ձևավորումը և արդյունավետ ֆոտոջերմային փոխակերպումը լույսի հետևանքով առաջացած քաղցկեղի բուժման համար:Հատկանշական է, որ մոնոմերային RuDA-ն չի առաջացրել 1O2 լազերային ճառագայթման տակ 808 նմ, բայց կարող է առաջացնել մեծ քանակությամբ 1O2 ագրեգացված վիճակում՝ ցույց տալով մեր դիզայնի ռացիոնալությունն ու արդյունավետությունը:Հետագա ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ վերմոլեկուլային հավաքը RuDA-ին օժտում է բարելավված ֆոտոֆիզիկական և ֆոտոքիմիական հատկություններով, ինչպիսիք են կարմիր շեղման կլանումը և ֆոտոսպիտակեցման դիմադրությունը, որոնք շատ ցանկալի են PDT և PTT մշակման համար:Ե՛վ in vitro, և՛ in vivo փորձերը ցույց են տվել, որ լավ կենսահամատեղելիությամբ և ուռուցքում լավ կուտակված RuDA NP-ները լազերային ճառագայթման ժամանակ 808 նմ ալիքի երկարությամբ հիանալի հակաքաղցկեղային ակտիվություն են ցուցաբերում:Այսպիսով, RuDA NP-ները որպես արդյունավետ երկմոդալ վերմոլեկուլային PDT/PTW ռեակտիվներ կհարստացնեն ֆոտոզգայունացուցիչների հավաքածուն, որոնք ակտիվանում են 800 նմ-ից բարձր ալիքի երկարություններում:Գերմոլեկուլային համակարգի կոնցեպտուալ դիզայնը արդյունավետ երթուղի է ապահովում NIR-ակտիվացված ֆոտոզգայունացնողների համար՝ գերազանց լուսազգայուն էֆեկտներով:
Բոլոր քիմիական նյութերը և լուծիչները ձեռք են բերվել առևտրային մատակարարներից և օգտագործվել առանց հետագա մաքրման:RuCl3-ը գնվել է Boren Precious Metals Co., Ltd.-ից (Կունմինգ, Չինաստան):[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-phenanthroline-5,6-dione) և 4,7-bis[4-(N,N-diphenylamino)phenyl]-5 Նախկին ուսումնասիրությունների համաձայն սինթեզվել է ,6-դիամինո-2,1,3-բենզոթիադիազոլը64,65:NMR սպեկտրները գրանցվել են Bruker Avance III-HD 600 ՄՀց սպեկտրոմետրի վրա Հարավարևելյան համալսարանի վերլուծական փորձարկման կենտրոնում՝ օգտագործելով d6-DMSO կամ CDCl3 որպես լուծիչ:Քիմիական տեղաշարժերը δ տրված են ppm-ով:տետրամեթիլսիլանի նկատմամբ, իսկ փոխազդեցության հաստատունները J տրված են բացարձակ արժեքներով՝ հերցով:Բարձր թույլտվության զանգվածային սպեկտրոմետրիա (HRMS) կատարվել է Agilent 6224 ESI/TOF MS գործիքի վրա:C, H և N-ի տարրական անալիզը կատարվել է Vario MICROCHNOS տարրական անալիզատորի վրա (Elementar):Ուլտրամանուշակագույն տեսանելի սպեկտրները չափվել են Shimadzu UV3600 սպեկտրոֆոտոմետրի վրա:Լյումինեսցենտային սպեկտրները գրանցվել են Shimadzu RF-6000 սպեկտրաֆտորաչափի վրա:EPR սպեկտրները գրանցվել են Bruker EMXmicro-6/1 գործիքի վրա:Պատրաստված նմուշների մորֆոլոգիան և կառուցվածքը ուսումնասիրվել են FEI Tecnai G20 (TEM) և Bruker Icon (AFM) գործիքների վրա, որոնք աշխատում են 200 կՎ լարման վրա:Լույսի դինամիկ ցրումը (DLS) իրականացվել է Nanobrook Omni անալիզատորի վրա (Brookhaven):Ֆոտոէլեկտրաքիմիական հատկությունները չափվել են էլեկտրաքիմիական սարքավորման վրա (CHI-660, Չինաստան):Ֆոտոակուստիկ պատկերները ստացվել են FUJIFILM VisualSonics Vevo® LAZR համակարգի միջոցով:Կոնֆոկալ պատկերները ստացվել են Olympus FV3000 կոնֆոկալ մանրադիտակի միջոցով:FACS վերլուծությունը կատարվել է BD Calibur հոսքի ցիտոմետրի վրա:Բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատոգրաֆիայի (HPLC) փորձերը կատարվել են Waters Alliance e2695 համակարգի վրա՝ օգտագործելով 2489 UV/Vis դետեկտոր:Գել թափանցող քրոմատոգրաֆիայի (GPC) թեստերը գրանցվել են Thermo ULTIMATE 3000 գործիքի վրա՝ օգտագործելով ERC RefratoMax520 բեկման ինդեքսը:
[(η6-p-cym)Ru(fendio)Cl]Cl (fendio = 1,10-phenanthroline-5,6-dione)64 (481.0 մգ, 1.0 մմոլ), 4,7-bis[4 -(N, N-diphenylamino)phenyl]-5,6-diamino-2,1,3-benzothiadiazole 65 (652.0 մգ, 1.0 մմոլ) և սառցադաշտային քացախաթթուն (30 մլ) խառնել են ռեֆլյուքս սառնարանում 12 ժամ:Այնուհետև լուծիչը հեռացվել է վակուոում՝ օգտագործելով պտտվող գոլորշիացնող սարք:Ստացված մնացորդը մաքրվել է ֆլեշ սյունակի քրոմատոգրաֆիայի միջոցով (silica gel, CH2Cl2:MeOH=20:1), որպեսզի ստացվի RuDA որպես կանաչ փոշի (բերքատվությունը՝ 877,5 մգ, 80%)։անուս.Հաշվարկված է C64H48Cl2N8RuS-ի համար՝ C 67.84, H 4.27, N 9.89:Գտնվել է՝ C 67.92, H 4.26, N 9.82։1H NMR (600 ՄՀց, d6-DMSO) δ 10.04 (s, 2H), 8.98 (s, 2H), 8.15 (s, 2H), 7.79 (s, 4H), 7.44 (s, 8H), 7.21 (d, J = 31.2 Հց, 16H), 6.47 (s, 2H), 6.24 (s, 2H), 2.69 (s, 1H), 2.25 (s, 3H), 0.99 (s, 6H):13C NMR (150 ՄՀց, D6-DMSO), δ (ppm) 158.03, 152.81, 149.31, 149.98, 136.45, 130.5.68, 124.49, 120.51, 124.49, 103.48, 124.49, 103.49 , 103. , 86.52, 84.75, 63.29, 30.90, 22.29, 18.83։ESI-MS՝ m/z [M-Cl]+ = 1097,25:
4,7-բիս[4-(N,N-դիէթիլամինո)ֆենիլ-5,6-դիամինո-2,1,3-բենզոթիադիազոլի (L2) սինթեզ. L2-ը սինթեզվել է երկու քայլով:Pd(PPh3)4 (46 մգ, 0,040 մմոլ) ավելացվել է N,N-դիէթիլ-4-(տրիբուտիլստանիլ)անիլին (1,05 գ, 2,4 մմոլ) և 4,7-դիբրոմ-5,6-դինիտրո լուծույթ - 2, 1,3-բենզոթիադիազոլ (0,38 գ, 1,0 մմոլ) չոր տոլուոլում (100 մլ):Խառնուրդը 24 ժամ շարունակ հարել է 100°C ջերմաստիճանում։Տոլուոլը վակուոում հեռացնելուց հետո ստացված պինդը լվացվել է նավթային եթերով:Այնուհետև այս միացության (234,0 մգ, 0,45 մմոլ) և երկաթի փոշու (0,30 գ, 5,4 մմոլ) խառնուրդը քացախաթթվի մեջ (20 մլ) 4 ժամ շարունակ հարել են 80°C-ում:Ռեակցիոն խառնուրդը լցվել է ջրի մեջ և ստացված շագանակագույն պինդ զանգվածը հավաքվել է զտման միջոցով:Արտադրանքը երկու անգամ զտվել է վակուումային սուբլիմացիայի միջոցով՝ ստանալով կանաչ պինդ (126,2 մգ, 57% եկամտաբերություն):անուս.Հաշվարկված է C26H32N6S-ի համար՝ C 67.79, H 7.00, N 18.24:Գտնվել է՝ C 67.84, H 6.95, H 18.16:1H NMR (600 ՄՀց, CDCl3), δ (ppm) 7.42 (d, 4H), 6.84 (d, 4H), 4.09 (s, 4H), 3.42 (d, 8H), 1.22 (s, 12H):13С NMR (150 ՄՀց, CDCl3), δ (ppm) 151.77, 147.39, 138.07, 131.20, 121.09, 113.84, 111.90, 44.34, 12.77:ESI-MS՝ m/z [M+H]+ = 461,24:
Միացությունները պատրաստվել և մաքրվել են RuDA-ի նման ընթացակարգերով:անուս.Հաշվարկված է C48H48Cl2N8RuS-ի համար՝ C 61.27, H 5.14, N 11.91:Գտնվել է՝ C, 61.32, H, 5.12, N, 11.81, 1H NMR (600 MHz, d6-DMSO), δ (ppm) 10.19 (s, 2H), 9.28 (s, 2H), 8.09 (s, 2H), 7.95 (s, 4H), 6.93 (s, 4H), 6.48 (d, 2H), 6.34 (s, 2H) , 3.54 (t, 8H), 2.80 (m, 1H), 2.33 (s, 3H), 1.31 (t, 12H), 1.07 (s, 6H):13C NMR (151 MHZ, CDCL3), δ (ppm) 158.20, 153.36, 136.79, 134.7.44, 128.7.0, 84.4,4, 84.4,4:, 38.06, 31.22, 29.69, 22.29, 19.19, 14.98, 12.93.ESI-MS՝ m/z [M-Cl]+ = 905,24:
RuDA-ն լուծարվել է MeOH/H2O-ում (5/95, v/v) 10 մկՄ կոնցենտրացիայում:RuDA-ի կլանման սպեկտրը չափվում էր յուրաքանչյուր 5 րոպեն մեկ Shimadzu UV-3600 սպեկտրոֆոտոմետրի վրա՝ 808 նմ (0,5 Վտ/սմ2) ալիքի երկարությամբ լազերային լույսի ճառագայթման տակ:ICG սպեկտրները գրանցվել են նույն պայմաններում, ինչ ստանդարտը:
EPR սպեկտրները գրանցվել են Bruker EMXmicro-6/1 սպեկտրոմետրի վրա 20 մՎտ միկրոալիքային հզորությամբ, 100 Գ սկանավորման տիրույթով և 1 Գ դաշտային մոդուլյացիայով: 2,2,6,6-տետրամեթիլ-4-պիպերիդոն: (TEMP) և 5,5-դիմեթիլ-1-պիրոլին N-օքսիդը (DMPO) օգտագործվել են որպես պտտվող թակարդներ:Էլեկտրոնային սպին ռեզոնանսային սպեկտրները գրանցվել են RuDA (50 մկՄ) և TEMF (20 մՄ) կամ DMPO (20 մՄ) խառը լուծույթների համար 808 նմ (0,5 Վտ/սմ2) ալիքի երկարությամբ լազերային ճառագայթման ազդեցության ներքո:
DFT և TD-DFT հաշվարկները RuDA-ի համար իրականացվել են PBE1PBE/6–31 G*//LanL2DZ մակարդակներում ջրային լուծույթում՝ օգտագործելով Գաուսյան ծրագիրը 1666,67,68:HOMO-LUMO-ի, անցքերի և էլեկտրոնների բաշխումները ցածր էներգիայի միլիտի գրգռված վիճակի RuDA-ն գծագրվել է GaussView ծրագրի միջոցով (տարբերակ 5.0):
Մենք նախ փորձեցինք չափել 1O2 RuDA-ի արտադրության արդյունավետությունը՝ օգտագործելով սովորական ուլտրամանուշակագույն տեսանելի սպեկտրոսկոպիա՝ որպես ստանդարտ ICG (ΦΔ = 0,002), սակայն ICG-ի ֆոտոդեգրադացումը խիստ ազդեց արդյունքների վրա:Այսպիսով, 1O2 RuDA-ի քվանտային ելքը չափվել է՝ հայտնաբերելով ABDA ֆլուորեսցենցիայի ինտենսիվության փոփոխությունը մոտ 428 նմ, երբ ճառագայթվում է 808 նմ (0,5 Վտ/սմ2) ալիքի երկարությամբ լազերով:Փորձեր են իրականացվել RuDA և RuDA NP-ների վրա (20 μM) ABDA (50 μM) պարունակող ջրի/DMF (98/2, v/v) վրա:1O2-ի քվանտային ելքը հաշվարկվել է հետևյալ բանաձևով. ΦΔ (PS) = ΦΔ (ICG) × (rFS/APS)/(rICG/AICG):rPS-ը և rICG-ն ABDA-ի ռեակցիայի արագությունն են 1O2-ով, որոնք ստացվել են համապատասխանաբար ֆոտոզգայունացնողից և ICG-ից:APS-ը և AICG-ն ֆոտոզգայունացնողի և ICG-ի կլանումն են համապատասխանաբար 808 նմ-ով:
AFM չափումները կատարվել են հեղուկ պայմաններում՝ օգտագործելով սկանավորման ռեժիմը Bruker Dimension Icon AFM համակարգի վրա:Օգտագործելով հեղուկ բջիջներով բաց կառուցվածք, բջիջները երկու անգամ լվացվել են էթանոլով և չորացել ազոտի հոսքով:Տեղադրեք չորացած բջիջները մանրադիտակի օպտիկական գլխի մեջ:Անմիջապես լցրեք նմուշի մի կաթիլը հեղուկի լողավազանի մեջ և դրեք այն հենարանի վրա՝ օգտագործելով ստերիլ մեկանգամյա օգտագործման պլաստիկ ներարկիչ և ստերիլ ասեղ:Մեկ այլ կաթիլ դրվում է անմիջապես նմուշի վրա, և երբ օպտիկական գլուխն իջեցնում են, երկու կաթիլները միաձուլվում են՝ ձևավորելով մենիսկ նմուշի և հեղուկի ջրամբարի միջև։AFM-ի չափումները կատարվել են SCANASYST-FLUID V-աձև նիտրիդային հենարանի միջոցով (Bruker, կարծրություն k = 0,7 N m-1, f0 = 120–180 կՀց):
HPLC քրոմատոգրամները ստացվել են Waters e2695 համակարգի վրա, որը հագեցած է phoenix C18 սյունակով (250×4,6 մմ, 5 մկմ)՝ օգտագործելով 2489 UV/Vis դետեկտոր:Դետեկտորի ալիքի երկարությունը 650 նմ է։Շարժական A և B փուլերը համապատասխանաբար ջուր և մեթանոլ էին, իսկ շարժական փուլի հոսքի արագությունը 1,0 մլ· րոպե-1 էր:Գրադիենտը (լուծիչ B) հետևյալն էր. 100% 0-ից 4 րոպե, 100% -ից 50% 5-ից 30 րոպե և վերականգնվել 100% 31-ից 40 րոպե:Հանքաքարը լուծարվել է մեթանոլի և ջրի խառը լուծույթում (50/50, ըստ ծավալի) 50 մկմ կոնցենտրացիայով։Ներարկման ծավալը 20 մկլ էր:
GPC-ի վերլուծությունները գրանցվել են Thermo ULTIMATE 3000 գործիքի վրա, որը հագեցած է երկու PL aquagel-OH MIXED-H սյունակներով (2×300×7,5 մմ, 8 մկմ) և ERC RefratoMax520 բեկման ինդեքսով դետեկտորով:GPC սյունակը զտվել է ջրով 1 մլ/րոպե հոսքի արագությամբ 30°C-ում:Հանքաքարի NP-ները լուծարվել են PBS լուծույթում (pH = 7.4, 50 μM), ներարկման ծավալը կազմել է 20 μL:
Ֆոտոհոսանքները չափվել են էլեկտրաքիմիական սարքավորման վրա (CHI-660B, Չինաստան):Լազերի միացման և անջատման ժամանակ օպտոէլեկտրոնային արձագանքները (808 նմ, 0,5 Վտ/սմ2) չափվել են սև տուփում համապատասխանաբար 0,5 Վ լարման դեպքում:Ստանդարտ երեք էլեկտրոդից բաղկացած բջիջը օգտագործվել է L-աձև ապակյա ածխածնային էլեկտրոդով (GCE) որպես աշխատանքային էլեկտրոդ, ստանդարտ կալոմելային էլեկտրոդ (SCE) որպես տեղեկատու էլեկտրոդ և պլատինե սկավառակ՝ որպես հակաէլեկտրոդ:Որպես էլեկտրոլիտ օգտագործվել է 0,1 M Na2SO4 լուծույթ:
Մարդու կրծքագեղձի քաղցկեղի MDA-MB-231 բջջային գիծը գնվել է KeyGEN Biotec Co., LTD-ից (Նանջինգ, Չինաստան, կատալոգի համարը՝ KG033):Բջիջները մենաշերտներով աճեցվել են Dulbecco's Modified Eagle's Medium-ում (DMEM, բարձր գլյուկոզա)՝ լրացված 10% պտղի եղջերավոր շիճուկի (FBS), պենիցիլինի (100 μg/ml) և streptomycin-ի (100 μg/ml) լուծույթով:Բոլոր բջիջները մշակվել են 37°C ջերմաստիճանում 5% CO2 պարունակող խոնավ մթնոլորտում:
MTT փորձարկումն օգտագործվել է RuDA-ի և RuDA-NP-ների ցիտոտոքսիկությունը որոշելու համար լույսի ճառագայթման առկայության և բացակայության դեպքում՝ Vc-ով կամ առանց (0,5 մՄ):MDA-MB-231 քաղցկեղի բջիջները աճեցվել են 96 ջրանցքի ափսեներում մոտավորապես 1 x 105 բջիջ/մլ/հոր բջիջների խտությամբ և ինկուբացվել են 12 ժամ 37,0°C ջերմաստիճանում 5% CO2 և 95% օդի մթնոլորտում:Ջրի մեջ լուծված RuDA և RuDA NP-ները ավելացվել են բջիջներին:12 ժամ ինկուբացիայից հետո բջիջները ենթարկվել են 0,5 Վտ սմ -2 լազերային ճառագայթման 808 նմ ալիքի երկարությամբ 10 րոպե (300 J սմ -2) և այնուհետև 24 ժամ ինկուբացրել մթության մեջ:Այնուհետև բջիջները ինկուբացրել են MTT-ով (5 մգ/մլ) ևս 5 ժամ:Ի վերջո, փոխեք միջավայրը DMSO-ի (200 մկլ)՝ ստացված մանուշակագույն ֆորմազանի բյուրեղները լուծարելու համար:OD արժեքները չափվել են 570/630 նմ ալիքի երկարությամբ միկրոպլատների ընթերցողի միջոցով:IC50 արժեքը յուրաքանչյուր նմուշի համար հաշվարկվել է SPSS ծրագրաշարի միջոցով՝ դոզան-արձագանքման կորերից, որոնք ստացվել են առնվազն երեք անկախ փորձերից:
MDA-MB-231 բջիջները մշակվել են RuDA-ով և RuDA-NP-ով 50 մկմ կոնցենտրացիայում:12 ժամ ինկուբացիայից հետո բջիջները ճառագայթվել են 808 նմ ալիքի երկարությամբ և 0,5 Վտ/սմ2 հզորությամբ լազերով 10 րոպե (300 Ջ/սմ2):Վիտամին C (Vc) խմբում բջիջները մշակվել են 0,5 մՄ Vc-ով մինչև լազերային ճառագայթումը:Այնուհետև բջիջները ինկուբացվել են մթության մեջ ևս 24 ժամ, այնուհետև ներկվել են կալցեին AM-ով և պրոպիդիումի յոդիդով (20 մկգ/մլ, 5 մկլ) 30 րոպե, ապա լվանալ PBS-ով (10 մկլ, pH 7,4):ներկված բջիջների պատկերներ: