对于反应性氧物种的N,O-功能化黄素衍生碳点法规:对生物医学应用的机械洞察
Arum Sinda Santika1, Fitri Aulia Permatasari1,2, Bianca Khalfianisa3
1Department of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, West Java, Indonesia.
N-和O-功能化的黄素衍生的碳点 (Cur-CDs) 显示出对癌症治疗的潜力. 这些纳米材料在暴露于光线时产生反应性氧物种 (ROS),使得选择性向癌细胞和诊断成为可能.
科学领域:
- 纳米材料科学 科学 纳米材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 黄素衍生的碳点 (Cur-CDs) 正在成为多功能纳米材料.
- 了解功能化Cur-CD中的活性氧物种 (ROS) 的调节对于它们的生物医学应用至关重要.
- N-和O-功能化可以显著改变碳点的光物理和化学特性.
研究的目的:
- 阐明在N和O功能化的Cur-CD中对ROS调节的机制性理解.
- 为了研究结构-属性关系,控制ROS生成和光热特性.
- 评估Cur-CDs在癌症诊断和治疗方面的潜力.
主要方法:
- 10nm以下的绿色热水合成,水可分散的Cur-CDs.
- 实验性表征包括光发光和光热转换效率测量.
- 时间依赖密度函数理论 (TD-DFT) 计算分析电子结构和光物理路径.
- 在体外细胞毒性测定和细胞吸收研究使用HepG2癌细胞和介质干细胞.
主要成果:
- 库尔-CD显示了广泛的UV-NIR吸收,蓝色光发光和29.6%的光热转换效率.
- 时间解析的光发光量表明了辐射 (1.8 ns) 和非辐射 (6.1 ns) 衰变路径.
- TD-DFT揭示了N-功能化 (pyrrolic 和 graphitic) 降低了单元-三元能量差距,促进了ROS生成.
- 对HepG2癌细胞 (IC50 = 200 ppm) 观察到选择性细胞毒性,相比之下,介质干细胞 (IC50 = 222.32 ppm).
- 证明了有效的细胞吸收和光成像能力.
结论:
- 具有N和O功能的Cur-CD是癌症诊断和治疗的有前途的多功能药物.
- 从综合实验和TD-DFT研究中获得的机械洞察力增强了对ROS活性碳基系统的理解.
- 这些可持续的纳米材料具有各种生物医学应用的巨大潜力.
更多相关视频
04:53Detection of Total Reactive Oxygen Species in Adherent Cells by 2',7'-Dichlorodihydrofluorescein Diacetate Staining
Published on: June 23, 2020
14:25Quantification of Reactive Oxygen Species Using 2′,7′-Dichlorofluorescein Diacetate Probe and Flow-Cytometry in Müller Glial Cells
Published on: May 13, 2022
相关概念视频
Redox Reactions
Oxidation-Reduction Reactions
Oxidation Numbers
Functional Groups
Oxidations of Aldehydes and Ketones to Carboxylic Acids
Aldehydes readily undergo oxidation in strong oxidizing agents such as potassium permanganate and chromic acid. The oxidation can also be carried out using mild oxidizing agents such as silver oxide. In fact, aldehydes can be easily oxidized...
Phase I Reactions: Oxidation of Carbon-Heteroatom and Miscellaneous Systems
In carbon-nitrogen systems, aliphatic and aromatic amines can undergo oxidative reactions. Secondary and tertiary amines, like those found in tricyclic antidepressants, can undergo N-dealkylation, a process that involves the oxidation of the alkyl group. In addition, oxidative...
