탄소점(CD)은 가변 형광, 광열 변환 특성 및 우수한 생체 적합성으로 인해 바이오 이미징, 광열 요법(PTT) 및 바이오 센서에 널리 적용되는 형광 탄소 나노 물질의 구성원입니다. 표면 패시베이션 및 특히 N 원자의 도핑은 CD의 형광 강도를 향상시키는 중요한 요소입니다. 지금까지 L-Dopa, 아미노산 및 폴리에틸렌이민(PEI)과 같은 CD의 표면 패시베이션을 위해 다양한 질소가 풍부한 분자가 적용되었습니다. 여기에서 우리는 5분 이내에 1포트 마이크로웨이브 보조 열분해를 통해 형광 폴리도파민(PDA) 부동태화 탄소점(CD-PDA) 합성을 보고하여 이전에 보고된 열수 처리와 비교하여 반응 과정을 극적으로 단순화합니다. DLS, FT-IR, UV-Vis 및 형광 분광법을 사용하여 CD-PDA의 구성 요소를 확인하고 조정 가능한 광발광(PL)의 메커니즘을 조명했습니다. PDA에 의한 N 원자의 도핑으로 인해 CD-PDA의 양자 수율(QY)은 5%로 측정되었으며, 이는 PDA를 추가하지 않은 원래 CD의 거의 3배였습니다. CD-PDA의 수율은 PDA에 의해 제공되는 페놀 그룹으로 탄소점 형성을 위한 핵형성 부위의 향상으로 인해 CD의 약 1.5배였습니다. 한편, CD-PDA의 광열변환 효율은 PDA의 우수한 NIR 광열변환 특성으로 인해 35%로 결정되었다. 전반적으로, 우리는 안정적인 광열 변환 효율과 우수한 생체 적합성을 가진 형광성 N-도핑 CD-PDA를 제조하기 위한 매우 효율적인 접근 방식을 제공했습니다. 더 중요한 것은 PDA의 패시베이션으로 인해 우리 연구에서 합성된 CD-PDA가 Michael 추가 또는 Schiff 염기 반응을 통한 추가 수정과 호환되도록 했다는 것입니다.
<섹션 데이터-제목="배경">저차원 탄소 재료의 일원으로서 광대한 혼합 SP 2 및 SP 3 탄소 점(CD)의 원자와 π-전자는 광활성 시스템의 결함과 헤테로원자를 크게 증가시켜 흡수된 빛 에너지를 열로 촉발하거나 자극된 광자를 방출합니다. CD는 가변 형광, 광열 변환 특성 및 우수한 생체 적합성으로 인해 바이오 이미징, 광열 요법(PTT) 및 바이오 센서에 널리 적용되었습니다. 이전에 보고된 열수 처리 및 가교 반응을 통해 합성된 약물이 탑재된 자기형광 탄소 양자점(MCQD)은 효율적인 화학-광 암 치료 플랫폼의 제작을 통해 PTT와 PDT(광역학 요법)의 조합을 실현했습니다[1]. 지금까지 2004년 아크방전 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)의 정제 과정에서 처음 발견된 이후로 CD의 형광 강도를 향상시키기 위한 광범위한 방법이 탐구되어 왔다[2]. 특정 정도의 산화를 달성하기 위한 합성 경로에도 불구하고 일반적으로 복잡합니다. 하향식 및 상향식 처리는 레이저 절제 [3, 4], 산화 산 처리 [5, 6], 열수 처리 [7, 8], 마이크로파 보조 열분해 [9, 10,11], 전기화학적 산화 [12, 13], 초음파 조사 [14] 및 플라즈마 처리 [15].
연구에 따르면 N 원자의 도핑은 CD의 형광 향상에 매우 중요합니다[16,17,18]. Liu et al. 사용된 폴리에틸렌이민(PEI)은 N 원자를 제공하여 글리세롤 및 분지형 PEI의 1단계 마이크로웨이브 보조(700W) 열분해에 의해 PEI 기능화된 CD를 제작합니다. 시스템의 양자 수율(quantum yield, QY)은 15.3%까지 측정되었으며, 이는 세포 영상화 및 유전자 전달에 적용되었다[19]. Zhou et al. 는 180°C에서 10시간 동안 뉴클레오티드 아데노신-5'-삼인산(ATP)의 열수 처리를 통해 바이오 이미징을 위한 인광체 및 질소 공동 도핑된 탄소점(N-P-도핑된 CD)의 개발을 보고했습니다. 일반적으로 ATP는 시스템 표면의 결함을 향상시키기 위해 N과 P 원자를 모두 도핑하는 유일한 재료 소스였으며, 따라서 N-P가 도핑된 CD의 QY가 증가했습니다(9.8%로 계산)[20]. 또한, 페놀 화합물이 탄소점의 성장을 위한 촉매 종자 역할을 할 수 있다고 보고되었습니다. Lee et al. 미량의 ferulic acid를 첨가하면 탄소 점이 극적으로 증가한다는 것을 발견했습니다[21].
폴리도파민(Polydopamine, PDA)은 도파민(DA) 단량체의 중합에서 유래하는 멜라닌 유사 고분자의 일종으로, 접착성 표면 개질제로 처음 연구된 이후 다양한 재료의 표면 개질에 널리 적용되어 왔다[22]. 우리 모두 알고 있듯이 PDA에 있는 카테콜아민과 같은 N이 풍부한 페놀성 하이드록실 작용기의 방대한 양은 PDA를 CD에 대한 잠재적으로 우수한 부동태화제 및 촉매로 만듭니다.
이에 영감을 받아 5분에 걸쳐 PDA 기능화된 CD를 합성하기 위한 손쉬운 효율적인 1포트 마이크로웨이브 보조 열분해 경로를 보고합니다. 동적 광산란(DLS), 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR), 투과 전자 현미경(TEM), 자외선 및 가시광선 분광법(UV-Vis), 형광 분광법을 사용하여 폴리도파민 탄소 점(CD- PDA) 및 조정 가능한 광발광(PL). NIR 조사가 있거나 없는 CD-PDA로 처리된 HeLa 세포의 상대적인 세포 생존율은 표준 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨 브로마이드(MTT) 분석에 의해 측정되었습니다.
이 연구에서 우리는 글리세린과 PDA의 원 포트 마이크로파 보조 열분해를 통해 폴리도파민(PDA) 기능화된 탄소점(CD-PDA)을 합성했습니다. PDA를 첨가하지 않고 동일한 마이크로파 보조 열분해 방식을 통해 제조된 탄소점(CD)을 대조군으로 설정하였다. CD-PDA 합성 과정의 개략도는 Scheme 1에 개념적으로 설명되어 있습니다. CD-PDA의 수율은 PDA [21].
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CD-PDA 합성 과정의 개략도
동적 광산란(DLS) 프로파일은 CD-PDA의 입자 크기와 제타 전위를 보여주었습니다. CD-PDA의 유체역학적 입자 크기는 51.5 ± 19.5nm(그림 1a의 삽입)이고 제타 전위는 - 27.5 ± 0.4mV로 결정되었으며, 이는 나노도트 표면의 음으로 하전된 그룹을 나타냅니다. PDA에 의한 수정. 탈이온수에 분산된 CD의 유체역학적 입자 크기는 5.5 ± 2.5 nm였습니다(그림 1b 삽입). 투과 전자 현미경(TEM) 이미지는 단분산 구형 및 균일한 크기 분포 나노 입자를 특징으로 합니다(그림 1a, b). CD-PDA의 직경은 ~ 25nm(그림 1c)이고 CD의 직경(그림 1d)은 ~ 5nm에서 측정되었습니다. PDA에 의한 표면 개질 후 CD-PDA의 직경 성장은 CD와 비교하여 약 20nm였습니다.
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CD-PDA 및 CD의 형태, FT-IR 스펙트럼 및 UV-Vis 스펙트럼. 아 CD-PDA의 TEM 이미지(축척 막대 100nm, 삽입:DLS에 의해 결정된 크기 분포). ㄴ CD의 TEM 이미지(축척 막대 100nm, 삽입:DLS에 의해 결정된 크기 분포). ㄷ 단일 CD-PDA의 확대 이미지(축척 막대 50nm). d 단일 CD의 확대 이미지(축척 막대 20nm) 이 CD-PDA, CD 및 PDA의 FT-IR 스펙트럼. 에 CD-PDA, CD 및 PDA의 UV-Vis 스펙트럼(삽입:600~900nm의 흡광도)
탄소 점에 대한 PDA의 패시베이션은 FT-IR 스펙트럼에 의해 기록되었습니다. 여기에서 PDA는 실온에서 12시간 동안 10mL Tris 완충액(pH 8.5, 10mM)에서 20mg DA 염산염을 중합한 다음 23,294 rcf에서 원심분리하여 합성되었습니다. 그림 1e에서 관찰된 CD-PDA, CD, PDA의 특징적인 피크의 스펙트럼 정보와 같이 3400cm -1 의 피크는 및 1600cm −1 CD-PDA에도 존재하는 PDA의 catechol -OH 그룹과 방향족 고리를 제안하였다[23, 24]. 1642cm −1 에 새로운 봉우리가 나타남 , 1588cm −1 , 1640cm −1 C=O, N–H 및 C–N이라고 하며 피크는 3400cm −1 입니다. 시스템에 -OH 및 NH가 존재함을 나타내며, 이는 CD에서 PDA의 표면 변형을 추가로 설명합니다. 마이크로파 보조 산화 동안 탄소 도트에서 나타나는 NH, C=O 및 C-N은 나노도트에 대한 표면 패시베이션의 메커니즘을 보여주었습니다. 5분 마이크로파 보조 산화 동안 도파민 및 시스템이 탈수되어 nanodot의 핵심을 형성하고, 그 후 carbon dot이 성장했습니다.
동일한 농도의 CD-PDA, CD 및 PDA의 UV-Vis 흡수 스펙트럼은 그림 1f에 나와 있습니다(샘플 삽입 그림 1f의 농도, 12.5μg/mL). 시스템의 표면 부동태화제로서 PDA는 특히 근적외선 영역에서 200~900nm의 넓은 스펙트럼 흡수를 나타냈으며 이는 CD-PDA의 우수한 광열 변환 특성에 필수적이었습니다. 220nm 및 280nm에서의 흡수는 공액계로서 페닐 고리의 강한 π-stacking 사이의 전자 전이를 나타내어 PDA의 변형을 확인했습니다. 특히, 280 nm에서 흡수의 명백한 감소는 PDA의 패시베이션 후에 접합된 시스템에서 강한 π-stacking 상호작용 사이의 공간 장벽을 나타내는 반면[25], CD-PDA의 UV-Vis 흡수 스펙트럼은 주변의 특징적인 피크를 보여줍니다. 274nm 및 370nm, CD의 경우 260nm 및 330nm에서 측정되었습니다. 330 nm에서 370 nm로의 변색성 이동은 글리세린과 PDA의 킬레이트화를 특징으로 하는 PDA에서 아미도겐의 도입을 설명했습니다[26, 27]. 삽입된 그림은 파장 600~900nm에서 CD-PDA, CD 및 PDA의 흡광도입니다.
이전에 보고된 바와 같이 탄소 점의 표면 변형은 광자 변환 과정에 상당한 영향을 미치므로 형광 스펙트럼에서 엄청난 다양성을 초래할 수 있습니다[28, 29]. 우리 연구에서 CD-PDA의 방출 피크는 여기 파장이 350nm에서 420nm로 변경됨에 따라 450nm에서 500nm로 적색 이동했습니다(그림 2a). 따라서 우리는 유리 슬라이드에 방울을 떨어뜨려 빨간색, 파란색 및 녹색 형광 현미경 이미지를 관찰하여 CD-PDA에 대한 형광의 엄청난 다양성을 더욱 명확하게 했습니다(그림 2a의 삽입). 또한 UV 조명(365nm)에서 CD-PDA, CD 및 DI water의 거시적 이미지를 감지하여 CD-PDA의 형광 강도가 CD의 형광 강도보다 훨씬 강함을 확인했습니다(그림 2b). 그림 2c는 PDA의 표면 수정 후 형광 강도의 향상을 추가로 보여줍니다. CD-PDA의 양자 수율(QY)은 CD(퀴닌 설페이트가 표준 샘플로 선택됨[19])의 거의 3배였으며, PDA에서 N 원자를 도핑하는 효과를 확인했습니다. 우리는 CD-PDA의 형광 강도의 안정성을 테스트했습니다. 2100-s 조사(365 nm)하에서는 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으므로 안정적인 광발광 특성을 나타냅니다(그림 2d).
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CD-PDA 및 CD의 광학적 특성. 아 CD-PDA의 광발광 스펙트럼(여기 파장 범위는 350~420nm이며 10개 증분, 삽입:CD-PDA의 형광 현미경 이미지). ㄴ 왼쪽에서 오른쪽으로:UV 광 조사(365nm)에서 CD, CD-PDA 및 DI water. ㄷ CD-PDA, CD 및 DI 물의 광발광 스펙트럼. d CD-PDA의 형광 강도의 안정성 곡선
CD-PDA의 형광 강도 향상에 대한 PDA의 영향을 추가로 연구하기 위해 먼저 Tris 완충액에서 도파민 중합 기간에 대한 형광 강도를 측정했습니다. 그림 3a의 광발광 구배는 도파민이 있는 CD-PDA가 2시간 동안 Tris 완충액에서 중합됨을 보여주며, 이는 도파민 사전 중합 정도의 영향을 나타내는 가장 높은 형광 강도를 나타냅니다. 우리는 Tris 완충액(3, 5, 7, 9mg/mL)에서 다양한 원래 PDA 농도로 CD-PDA의 형광 강도를 추가로 조사했습니다. 원래의 DA 농도가 3~9mg/mL로 다양하기 때문에 CD-PDA의 형광성은 처음에는 증가하고 다음에는 감소하는 경향을 나타냈다(그림 3b).
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CD-PDA의 광발광 스펙트럼. 아 Tris 완충액에서 다양한 도파민 중합 지속 시간에 따른 CD-PDA의 형광 강도. ㄴ 다양한 원래 도파민 농도를 갖는 CD-PDA의 형광 강도. ㄷ 마이크로파 보조 열분해 전에 pH가 다른 CD-PDA의 형광 강도. d 마이크로파 보조 열분해 후 pH가 다른 CD-PDA의 형광 강도
또한 다양한 초기 pH에서 CD-PDA의 형광 강도를 조사했습니다. Tris 버퍼의 pH가 5에서 11로 증가함에 따라 형광 강도가 감소했습니다(그림 3c). 그림 3d는 마이크로파 보조 산화 후 pH의 영향을 보여줍니다. 마이크로파 보조 산화 후 시스템의 pH는 5에서 11로 매개되었으며 CD-PDA의 형광 강도를 비교했습니다. 산성 배지(pH 5.0)는 더 강한 형광을 일으키며, 이는 또한 산성 종양 미세 환경에서 CD-PDA의 더 강한 형광을 나타냅니다.
CD-PDA와 CD의 광열 변환 효율 분석을 구분하기 위해 조사 시간에 따른 온도 증가를 정량적으로 평가했습니다. PDA는 추가 대조군으로 선택되었습니다. 조사 10분 미만(808nm, 2W/cm 2 ), CD-PDA의 온도 증가는 27°C인 반면 PDA의 온도 증가는 200μg/mL에서 약 30°C였습니다. 한편, 10분 동안 조사된 CD(200μg/mL)의 온도 증가는 약 7.5°C였으며 탈이온수의 온도 증가는 5°C 이하였습니다(그림 4a). 또한 2W/cm 2 의 전력 밀도에서 시간의 함수로 다양한 농도에서 CD-PDA의 온도 상승을 측정했습니다. 10분 동안 NIR 레이저 조사 전반적으로 CD-PDA의 농도가 증가함에 따라 온도의 증가가 증가하였고, CD-PDA의 농도가 25에서 200μg/mL로 증가함에 따라 온도의 증가가 더 빠르게 증가하였다(Fig. 4b). 따라서 다양한 농도의 CD-PDA에 대한 온도 증가 곡선을 그립니다. 그 중 200μg/mL, 100μg/mL, 50μg/mL 및 25μg/mL에서 CD-PDA의 온도 증가는 약 각각 27°C, 18°C, 13°C, 10°C입니다(그림 4d). 일반적으로 Tris 버퍼에서 다양한 초기 농도의 DA에 대한 CD-PDA의 광열 변환 효율에 대한 영향을 연구하기 위해 Tris에서 다양한 원래 농도의 CD-PDA(200μg/mL)의 온도 변화를 측정했습니다. 버퍼(그림 4c). DA의 농도가 3mg/mL에서 9mg/mL로 개선됨에 따라 온도가 증가했습니다. DA의 원래 농도가 9mg/mL일 때 온도 증가는 27°C였으며, DA의 원래 농도가 3mg/mL일 때 온도 증가는 10°C에 불과했습니다. CD-PDA의 자연 냉각 곡선은 그림 4e에 나와 있습니다(200μg/mL, 808nm, 2W/cm 2 , 20분), 냉각 기간에서 계산된 − lnθ의 희박한 데이터가 그림 4f에서 관찰됩니다. CD-PDA의 광열 변환 효율은 35%로 이전에 보고된 Au 나노막대보다 높은 것으로 측정되었습니다(문헌값, 22%[30]).
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CD-PDA 및 CD의 광열 변환 특성. 아 2W/cm 2 전력 밀도에서 CD-PDA, CD, PDA, 탈이온수의 광열 가열 곡선 10분 동안 NIR 레이저 조사 ㄴ 10분 동안 다양한 농도에서 CD-PDA의 광열 가열 곡선. ㄷ Tris 버퍼에서 다양한 원래 DA 농도를 갖는 CD-PDA(200μg/mL)의 광열 가열 곡선. d 다양한 농도에서 CD-PDA의 온도 증가. 이 CD-PDA의 냉각 곡선(2W/cm 2 의 전력 밀도에서) 처음 10분 동안 NIR 조사 및 실온으로 자연 냉각). 에 CD-PDA의 냉각 곡선에 따라 계산된 − lnθ에 대한 희박한 시간 데이터
CD-PDA, CD 및 PDA의 세포독성은 표준 MTT 분석에 의해 분석되었습니다. CD-PDA, CD 및 PDA 간의 세포 생존율의 차이를 평가하기 위해 HeLa 세포를 각 그룹의 동일한 농도에서 이러한 나노 입자와 함께 배양했습니다. MTT 결과(그림 5a)는 HeLa 세포의 세포 생존력이 CD-PDA, CD 및 PDA와 용량 의존적 관계를 나타내는 것으로 나타났습니다. quinone이 풍부한 PDA-modified 표면은 세포 증식의 활동에 활력이 있다고 보고되었다[31]. 우리 연구에서 CD-PDA는 PDA에 의한 표면 변형으로 인해 50μg/mL 농도에서도 HeLa 세포의 세포 생존력을 분명히 촉진할 수 있었고 세포 생존력은 100μg/mL에서 크게 억제되지 않았으며, 이는 기본적으로 PDA의 결과와 동일한 경향을 공유하는 반면 CD와 함께 배양된 HeLa 세포의 생존율은 100μg/mL 및 200μg/mL에서 각각 80% 및 70%로 감소했습니다.
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HeLa 세포에 대한 시험관내 세포독성. 아 다양한 농도의 CD-PDA, CD, PDA와 함께 24시간 동안 배양한 HeLa 세포의 시험관 내 세포 생존율. ㄴ 다양한 농도의 조사(808 nm, 2 W/cm2 )에서 CD-PDA, CD 및 PDA와 함께 배양된 HeLa 세포의 시험관 내 세포 생존율 , 5 분; 평균 ± SD, n =6). *p <0.05, **p <0.01, ***p <0.001
표준 MTT 분석은 CD-PDA, CD 및 PDA의 광열 사멸 효율을 결정하기 위해 HeLa 세포에서 추가로 평가되었으며, HeLa 세포는 각 그룹에서 동일한 농도의 이러한 나노입자와 함께 배양되었습니다. 조사 중(808nm, 2W/cm 2 ) , 5분), MTT 분석(그림 5b)은 CD-PDA, CD 및 PDA의 광열 사멸 효능이 농도의 함수로 향상됨을 보여주었습니다. 전반적으로 CD-PDA와 함께 배양된 HeLa 세포의 세포 생존율은 200μg/mL에서 30%로 감소하여 시스템의 광열 사멸 효능을 나타냈습니다. 한편, CD-PDA와 PDA의 세포생존율 차이는 NIR 조사하에서 CD-PDA의 명백한 온도 증가와 농도 개선으로 인해 농도가 25에서 200μg/mL로 증가함에 따라 점진적으로 감소했다는 점에 주목할 만합니다. (그림 4b, 4d). 또한, NIR 조사 하에서 CD와 함께 배양된 HeLa 세포의 세포 생존율은 200μg/mL에서 68%였으며, 이는 근적외선 영역에서 약한 빛 흡수로 인해 NIR 레이저 없이 동일한 농도에서와 비교하여 큰 변화가 없었습니다. (그림 1e).
이 작업에서 우리는 5분 이내에 1포트 마이크로웨이브 보조 열분해를 통해 형광 폴리도파민(PDA) 부동태화 탄소점(CD-PDA)의 합성을 보고합니다. PDA의 N 원자, PDA가 제공하는 페놀 그룹으로 탄소 점 형성을 위한 핵 생성 사이트 향상으로 인해 수율이 향상됩니다. PDA의 부동태화 후 CD-PDA의 수율은 CD의 거의 1.5배였습니다. CD-PDA의 양자 수율은 ~ 5%로 원래 CD의 3배였습니다. 시스템의 광열 변환 효율은 이전에 보고된 Au 나노로드(22%)보다 높은 35%로 측정되었습니다. 시험관 내 테스트 동안 CD-PDA는 우수한 생체 적합성과 PTT 성능을 나타냈습니다. 농도가 50μg/mL에 도달하면 HeLa 세포의 세포 생존 능력을 촉진할 수도 있습니다. 조사를 받는 동안 HeLa 세포의 세포 생존율은 30%로 감소했습니다. 더 중요한 것은 PDA의 패시베이션으로 인해 시스템이 Michael 추가 또는 Schiff 염기 반응을 통해 추가 수정을 위해 호환될 수 있다는 것입니다.
모든 화학 시약은 분석 등급이었고 달리 명시되지 않는 한 추가 정제 없이 사용되었습니다. 도파민 염산염(DA)은 Sigma-Aldrich(미국)에서 구입했습니다. 퀴닌 설페이트(98%, 형광 적합성)는 Fluka(미국)에서 입수했습니다. 및 글리세린(> 99%), Tris, 디메틸 설폭사이드(DMSO,> 99.8%) 및 투석막(MWCO 1000 Da)은 Sangon Biotech(Shanghai, China)에서 공급했습니다. 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨 브로마이드(MTT), 트립신 및 페니실린-스트렙토마이신 용액은 Beyotime Biotechnology(중국 상하이)에서 입수했습니다. Dulbecco의 변형 Eagle 배지(DMEM)는 Hyclone(미국)에서 입수했습니다. 소태아혈청(FBS)은 Biological Industries(Israel)에서 구입했습니다. HeLa 세포는 ATCC(American Type Culture Collection)에서 제공했습니다.
기본 조성은 Nicolet 380 분광계(FT-IR, Thermo Nicollet, Instruments, Ltd., America)에서 수행된 푸리에 변환 적외선 분광법에 의해 확인되었습니다. UV-Vis 스펙트럼은 Perkin Elmer Lambda 750 UV-vis 근적외선 분광 광도계(UV-vis-NIR, Perkin-Elmer, Norwalk, CT)로 특성화되었습니다. 광발광(PL) 스펙트럼은 Infinite 200PRO Fluorometer(Tecan, Instruments, Ltd., Switzerland)로 측정되었습니다. 직경 분포 및 제타 전위는 Mastersizer2000(DLS, Nano-ZS, Malvern, Instruments, Ltd., UK)에 의해 수행되었습니다. 형태와 직경은 투과전자현미경(TEM, Tecnai G, Spirit, FEI, Hong Kong)으로 나타내었다. 가정용 전자레인지는 전자레인지 소스(500W) 및 반응 증류기로 제공되었습니다(Galanz, Instruments, Ltd., 중국).
먼저 50mg의 도파민 염산염을 10mL의 Tris 완충액(10mM, pH 8.5)에 완전히 용해시키고 자기 교반 하에 실온에서 2시간 동안 자체 중합했습니다. 그런 다음, 5분 마이크로웨이브 보조(500W) 산화 및 후속 정제 단계 전에 위의 6mL 사전 중합된 PDA 용액과 20mL 글리세린(> 99%)을 직접 혼합하여 CD-PDA를 합성했습니다. CD는 20mL 글리세린을 5분간 마이크로웨이브 보조(500W) 산화하여 준비했지만 대조군으로 설정했습니다. 그 후, CD-PDA와 CD 모두 48시간 동안 탈이온수(MWCO 1000Da)에 대한 투석을 통해 정제하고 최종적으로 원심분리(23,294 rcf, 10분) 및 동결건조로 수집했습니다.
CD-PDA의 양자 수율(QY)은 [19] 이전에 보고된 비색법, 퀴닌 설페이트(in 0.1 M H2 SO4 )을 표준시료로 선정하고(문헌 QY 54%), 광발광(PL) 방출을 Infinite 200PRO Fluorometer로 측정하였다. 전반적으로 CD-PDA와 퀴닌의 형광 강도에 대한 특정 값은 0.02(파장 350nm) 미만의 동일한 광학 밀도(OD) 값을 공유하는 조건에서 CD-PDA(여기 파장 350nm)의 QY를 나타냅니다. 적분된 형광 강도는 파장 범위가 380~700nm인 PL 곡선 아래 영역이었습니다. 기본적으로 퀴닌 설페이트는 0.1M H2에 용해됩니다. SO4 표준 샘플로 사용되었습니다(OD 값 0.02, 파장 350nm). CD-PDA는 DI water에 분산되었고 빛 흡수의 영향을 배제하기 위해 OD 값을 0.02로 조정했습니다. 그런 다음 CD-PDA와 퀴닌의 형광 강도를 측정하여 PL 곡선의 면적을 계산했습니다. CD는 대조군으로 설정되었습니다. QY의 절대값은 다음 공식에 따라 계산되었습니다.
$$ {F}_X={F}_{ST}\left(\frac{{\mathrm{Grad}}_X}{{\mathrm{Grad}}_{ST}}\right)\left(\frac {R_X^2}{R_{ST}^2}\right) $$거기에 F 는 QY, Grad는 PL 곡선의 기울기, ST와 X는 각각 표준군과 시험군, R 용매의 굴절률입니다.
CD-PDA, CD 및 PDA는 모두 탈이온수에 분산되었으며 농도는 모두 200μg/mL로 조정되었습니다. 그런 다음 표준 석영 셀에 위의 용액 1mL를 각각 추가하고 용액을 완전히 덮기 위해 액체 레벨보다 약 1cm 높은 레이저 다이오드 소스(STL 808CFS-10W, 중국)를 설정했습니다. 2W/cm 2 의 전력 밀도에서 1분마다 CD-PDA와 CD의 온도 변화를 측정했습니다. NIR 레이저 조사; PDA와 DI water는 모두 대조군으로 설정되었습니다. 그런 다음 조사를 종료하고 CD-PDA가 자연적으로 실온으로 냉각되면서 온도 변화를 기록하여 냉각 곡선을 그렸습니다. CD-PDA의 광열 변환 효율은 이전에 보고된 공식에 따라 계산되었습니다[30].
HeLa 세포는 37°C의 온도에서 10% 소태아혈청(FBS), 페니실린(100U/mL) 및 스트렙토마이신(100μg/mL)이 포함된 고 포도당을 포함하는 Dulbecco의 변형 Eagle 배지(DMEM, HyClone)에서 배양되었습니다. 및 5% CO2 습한 분위기. 배양액을 하루에 한 번 교체했습니다.
CD-PDA의 세포독성은 표준 MTT 분석을 통해 측정되었습니다. HeLa 세포는 밀도가 2 × 10 4 인 96웰 플레이트에 접종했습니다. 웰당 세포 및 37°C, 5% CO2에서 24시간 동안 배양 습한 분위기. 그런 다음 새로운 PBS로 HeLa 세포를 세 번 세척한 후 DMEM에 분산된 CD-PDA를 다양한 중량비(10, 25, 50, 100μg/mL)로 각 웰에 첨가했습니다. 그 후, 37°C, 5% CO2에서 24시간 더 배양했습니다. 습한 분위기. 배양 배지를 20μL MTT(PBS 중 5mg/mL)를 포함하는 200μL DMEM으로 교체하고 37°C, 5% CO2에서 추가로 4시간 동안 배양했습니다. 습한 분위기. 마지막으로 배지를 완전히 제거하고 각 웰에 200μL DMSO를 추가하고 15분 더 흔들어줍니다. 각 웰의 흡광도는 490nm에서 측정되었습니다. 처리하지 않은 HeLa 세포(DMEM에서 배양)를 대조군으로 설정하였다. HeLa 세포의 상대적인 세포 생존율은 Abssample/Abscontrol × 100% 공식에 따라 계산되었습니다. Abssample은 CD-PDA를 처리한 HeLa 세포의 흡광도를 나타내고 Abscontrol은 처리하지 않은 HeLa 세포의 흡광도를 나타냅니다.
폴리도파민 탄소점
카본 도트
도파민
동적 광산란
Dulbecco의 수정 독수리 배지
디메틸설폭사이드
태아 소 혈청
푸리에 변환 적외선 분광기
3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨 브로마이드
근적외선 영역
광학 밀도
폴리도파민
폴리에틸렌이민
광발광
광열 요법
양자 수율
단일벽 탄소 나노튜브
투과전자현미경
자외선 및 가시광선 분광기
나노물질
초록 탄소점(CD)은 활성 표면으로 인해 항균제로 널리 사용되었지만 일부 CD는 불안정합니다. 따라서 항균 활성과 같은 상대적 응용 프로그램은 장기간 사용에 대해 신뢰할 수 없을 수 있습니다. 여기에서 우리는 열수 과정을 통해 청색 형광을 가진 CD를 합성합니다. 그 후, 폴리에틸렌이민은 CD를 CD 기반 프레임워크(CDF)로 조립하기 위해 적용되었습니다. CDF는 소광된 형광을 나타내었지만 주사 전자 현미경 및 제타 전위 조사에 기초하여 보다 안정적인 특성을 보였다. CD와 CDF 모두 그람 음성 대장균(E. coli ) 및 그
초록 비소세포폐암(NSCLC)은 전 세계적으로 두 번째로 많이 진단되는 악성 종양이 되었습니다. 암 치료 전략을 개발하기 위해 나노물질을 찾는 데 대한 장기적인 관심으로 여기에서 새로운 CoFe2를 구성했습니다. O4 - 명백한 독성 없이 NSCLC를 효율적으로 억제하는 탁월한 시너지적 광열/광역학적 특성을 가진 양자점(QD). 우리는 CoFe2의 조합이 O4 -QDs + NIR 처리는 NSCLC 세포의 세포자멸사를 유도합니다. 또한 CoFe2 O4 -QDs + NIR 처리는 또한 PI3K/AKT 경로 조절을 통해 세포 사멸을 유
