摘要:合成了两种四边缘取代有叔丁基磺酰基并与锌(II)或铂(II)离子配位的酞菁衍生物,并随后研究了它们的光学和光化学性质,以及在细胞、组织工程和动物模型中的生物活性。我们的研究表明,这两种合成的酞菁都是活性氧 (ROS) 的有效生成器。PtSO 2 t Bu 表现出出色的生成单线态氧的能力(Φ Δ = 0.87 − 0.99),而 ZnSO 2 t Bu 除了 1 O 2 之外(Φ Δ = 0.45 − 0.48)还能有效生成其他 ROS,尤其是· OH。考虑到未来的生物医学应用,还确定了测试的酞菁对生物膜的亲和力(分配系数;log P ow )及其与血清白蛋白的主要相互作用。为了方便生物给药,我们利用 Pluronic 三嵌段共聚物开发了这些酞菁的水分散性配方,以防止自聚集并改善其向癌细胞和组织的输送。结果表明,当酞菁被掺入可定制的聚合物胶束中时,细胞摄取和光毒性显著增加。此外,在 hiPSC 递送的类器官和携带 CT26 肿瘤的 BALB/c 小鼠中研究了封装酞菁在体内分布的改善和光动力学功效。这两种光敏剂都表现出很强的抗肿瘤活性。值得注意的是,血管靶向光动力疗法 (V-PDT) 导致 84% 的 ZnSO 2 t Bu 治疗小鼠和 100% 的 PtSO 2 t Bu 治疗小鼠的肿瘤完全消除,并且治疗后长达五个月内迄今未观察到复发。对于 PtSO 2 t Bu 而言,效果明显更强,可提供更广泛的光剂量范围,以实现有效的 PDT。关键词:高级细胞模型、抗癌活性、类器官、光动力疗法 (PDT)、酞菁、活性氧 (ROS)、血管靶向光动力疗法 (V-PDT) ■ 简介
光敏剂必须满足以下标准才被认为适用于任何一种光治疗方法:强红光或近红外 (NIR) 吸收,以允许光深度穿透生物组织,暗毒性可忽略不计,副作用少,但在光照下具有高细胞毒性,在生物介质中具有良好的溶解性和稳定性,优先在癌组织中积累,并具有合适的清除率。3 对于 PDT 而言,当考虑更典型的 II 型方法时,光敏剂需要具有高的三线态量子产率 (ΦT) 和随后的高单线态氧量子产率 (ΦΔ),10,11 而对于 PTT,光敏剂必须通过非辐射衰变途径促进有效的光热转换(图 1),以产生足够高的细胞温度升高(例如至 >45°C)来诱导细胞死亡。 12,13 多种类型的纳米材料和分子光敏剂已被用于两种类型的光疗法。14 – 17 虽然纳米材料已被证明是光疗法的有效光敏剂,但其相对有限的可调性、较差的批次间重现性、广泛的尺寸分布、形态依赖性反应和未知的长期生物学效应可能使分子光敏剂成为更具吸引力的解决方案。12,13
图 2. (a) 机械剥离的 MoS 2 的光学显微照片,其中单层区域突出显示。(b) 沉积 1 nm CoPc 之前和之后单层 MoS 2 的拉曼光谱。A 1g 和 E 2g 峰之间的间隔约为 19 cm -1 ,表明为单层 MoS 2 。1100 – 1500 cm -1 范围内的拉曼模式是 CoPc 的特征。(c) 机械剥离的 MoS 2 和含有 1 nm CoPc 的 MoS 2 的 300 K PL 光谱。A 激子和相关的三子在 675 nm 处很突出,由于 B 激子的存在,可以看到一个小的高能肩。(d) MoS 2 和含有 1 nm CoPc 的 MoS 2 的 10 K 光致发光。在此温度下,除了 660 nm 和 600 nm 处的 A 和 B 激子外,MoS 2 缺陷发射在 700 nm 处也变得明显,
点的扭转角可以通过改变费米能量、拓扑绝缘体收缩宽度和量子阱带隙来进行调控。27但目前还没有关于分子器件扭转角的系统研究。本文基于非平衡格林函数(NEGF)结合密度泛函理论(DFT),28,29研究了由两个V型锯齿边石墨烯纳米带(GNR)电极连接不同扭转角的CuPc分子构成的CuPc分子器件的量子输运性质。通过改变扭转角可以控制器件的局域自旋态和相关的量子输运性质。结果表明,扭转双层CuPc分子(TTBCPM)的HOMO-LUMO能隙、自旋滤波效率(SFE)和自旋相关电导随扭转角变化。当q较大时,电导和SFE的变化趋势几乎相反。当q=0时电导最大,当q=60时SFE最大,提出了这些现象的物理机制,并通过分析透射光谱、分子能级谱和散射态,进一步理解了具有扭转角的量子传输现象。