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Modulación de la actividad de amortiguación y fluorescencia del plasma en nanorodos de oro con forma de mancuerna decorados con islas de platino a través de la química anfitrión-invitado basado en β-ciclodextrina tiolada

Metya Indah Firmanti ¹, Mukunthan Ramasamy ¹, Ji Won Ha ^1,2

⁰Department of Chemistry, University of Ulsan, 93 Daehak-ro, Nam-gu, Ulsan 44610, South Korea.

Analytical Chemistry +

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25 de agosto de 2025

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Resumen

Este estudio explora cómo los nanorodos de oro decorados con platino (AuNRs@Pt) interactúan con el azul de metileno (MB) para el tratamiento del cáncer. Las interacciones huésped-huésped mejoran la fluorescencia MB y optimizan el tratamiento activado por luz, allanando el camino para las nanoplataformas avanzadas.

Área De La Ciencia

Nanotecnología
Ingeniería biomédica
Ciencias de los materiales

Sus Antecedentes

Los nanorodos bimetales de oro decorados con platino (AuNRs@Pt) muestran potencial para la terapia fototérmica (PTT) debido a la resonancia plasmónica de superficie localizada (LSPR).
La terapia fotodinámica (PDT) utiliza fotosensibilizadores (PS) para el tratamiento del cáncer activado por la luz, ofreciendo un potencial sinérgico con la PTT.
El desarrollo de nanoplazas avanzadas requiere comprender las interacciones entre nanopartículas y fotosensibilizadores y optimizar los efectos terapéuticos basados en la luz.

Objetivo Del Estudio

Investigar el comportamiento de fluorescencia y los mecanismos de transferencia de energía plasmónica de AuNRs@Pt en forma de mancuerna con diferentes coberturas de platino (Pt).
Examinar el papel de la β-ciclodextrina tiolada (SH-βCD) como huésped del azul de metileno (MB), un fotosensibilizador (PS).
Elucidar cómo las interacciones huésped- huésped y la deposición de Pt influyen en la amortiguación de LSPR, la fluorescencia MB y el potencial terapéutico general.

Principales Métodos

Síntesis y funcionalización de las nanopartículas AuNR@Pt con diferentes coberturas de Pt.
Adhesión de azul de metileno (MB) a través de la complejación huésped-huésped SH-βCD.
Caracterización de las vías de amortiguación de los plasmones (amortiguación de la interfaz química, amortiguación de la interfaz metálica).
Simulaciones de dinámica molecular para estudiar las interacciones huésped-invitado y los cambios en el entorno dieléctrico.
Análisis del apagado por fluorescencia, la transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET), las tasas de desintegración radiativa y el efecto Purcell.

Principales Resultados

La deposición de Pt en los AuNR condujo a un amortiguamiento de plasma sintonizable, influenciado por la cobertura de Pt y la funcionalización de SH-βCD.
La fijación de MB indujo la amortiguación de LSPR, que aumentó con un mayor contenido de Pt.
La dinámica molecular confirmó la interacción preferencial MB-SH-βCD sobre la interacción directa de las nanopartículas.
La inclusión de MB entre huésped y huésped mejoró su fluorescencia al reducir el apagado y la desintegración no radiativa basada en FRET.
Las islas Pt amplifican las mejoras electromagnéticas (efecto Purcell) mientras reducen el FRET, optimizando la fluorescencia y el potencial terapéutico.

Conclusiones

La complejación huésped-invitado de MB con SH-βCD en AuNRs@Pt mejora la fluorescencia MB y optimiza las propiedades de emisión.
El contenido de Pt en AuNRs@Pt modula el amortiguamiento plasmónico y las mejoras electromagnéticas, cruciales para la sinergia PTT/PDT.
Estos hallazgos proporcionan una base para el desarrollo de nano-plataformas teranosticas sofisticadas para terapias dirigidas contra el cáncer.
La comprensión de las interacciones entre nanopartículas y fotosensibilizadores es clave para diseñar tratamientos efectivos contra el cáncer activados por luz.