通过光化学内部化,通过超微型光核-的基酸纳米粒子进行增强的细胞内传递.
Nada Naguib1,2, Jacob A Erstling1,2, James F Tallman1
1Department of Materials Science and Engineering, Cornell University, Ithaca, New York 14853, United States.
ACS biomaterials science & engineering
|September 17, 2025
概括
甲蓝功能化纳米颗粒克服了内体捕获,以有效地提供细胞质. 超小的核心外颗粒使控制的光化学内化和核结构的访问,推进纳米医学.
科学领域:
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
- 摄影化学的使用.
背景情况:
- 纳米粒子药物输送受到内体捕获的阻碍,限制了细胞体释放和细胞内向.
- 甲蓝 (MB) 和3 (Cy3) 分别是光敏化剂和光剂,在光动力学疗法和成像中具有潜力.
研究的目的:
- 开发超小的,甲蓝功能化的酸纳米颗粒,通过光化学内化 (PCI) 进行高效的细胞内输送.
- 研究链接器长度对纳米粒子光物理性质和细胞质递送效率的影响.
- 为了证明受控亚细胞局部化和顺序货物交付的潜力.
主要方法:
- 合成超小 (4-5 nm) 核心外的酸纳米颗粒封装Cy3并通过短 (PEG4) 或长 (PEG14) 链接器与MB功能化.
- 光物理特征,包括单点氧量子产量测量.
- 使用活细胞成像和共聚焦显微镜对HeLa细胞进行细胞吸收和细胞内贩运研究.
- 为PCI优化红灯照明参数.
主要成果:
- 与短链MB-PEG4-Cy3-aC'dots相比,长链MB-PEG14-Cy3-aC'dots表现出优异的细胞质输送,尽管单片氧量子产量较低.
- 优化的PCI协议 (15分钟红光) 实现了从内体的扩散细胞质分布,细胞存活率达80%.
- 超微小的纳米颗粒有效地转移到细胞核,表明进入受限制的细胞内隔间.
- PCI治疗促进了二次纳米颗粒的顺序递送,表明内体融合和膜透.
结论:
- 纳米颗粒的设计,特别是链接器的长度,对PCI的细胞质递送效率产生重大影响.
- 超小的MB功能化纳米粒子为受控的细胞内向提供了一个多功能平台,并有可能进行多重货物交付.
- 这种方法克服了内分体捕获,为提高精度的纳米医学应用铺平了道路.
