A preparação econômica de pontos de carbono fluorescente verde para bioimagem e administração intracelular aprimorada de medicamentos

Resumo

Pontos de carbono aprisionados em doxorrubicina (DOX-CDs) foram preparados para bioimagem e distribuição intracelular aprimorada de drogas. Os CDs foram sintetizados pelo método hidrotérmico utilizando citrato e uréia a 200 ° C por 1 h. Então, DOX foi conjugado com sucesso nos CDs por meio de interações físico-químicas. Os DOX-CDs exibiram boa estrutura cristalina, notável estabilidade aquosa, excelente propriedade de fotoluminescência e um alto rendimento quântico de 93%. As imagens fluorescentes revelaram que os DOX-CDs podem ser prontamente captados pelas células cancerosas para a marcação das células. Além disso, o comportamento de liberação de DOX auxiliado por pH endo-lisossomal foi observado a partir de DOX-CDs, e a citotoxicidade de DOX-CDs foi confirmada pelo ensaio MTS contra células de câncer de ovário H0-8910. Além disso, os CDs indicaram sinal fluorescente brilhante no teste de imagem animal e demonstraram baixa toxicidade após a administração por 7 e 21 dias. Portanto, os CDs preparados podem ser uma sonda de imagem promissora para imagens biomédicas e entrega intracelular de drogas.

Introdução

A doxorrubicina (DOX) é uma droga quimioterápica antraciclina amplamente utilizada no tratamento de vários cânceres, incluindo câncer de mama, pulmão, estômago, ovário, tireoide, mieloma múltiplo, sarcoma e pediátrico. O mecanismo de ação anticâncer da DOX é considerado uma interferência na síntese e no processo de reparo do DNA. Portanto, DOX precisa ser transportado através da membrana celular e para o núcleo da célula para perturbar a síntese de DNA durante o tratamento do câncer. No entanto, a DOX livre não poderia se aproximar facilmente do núcleo da célula e induziria à cardiotoxicidade in vivo grave, o que dificultou sua aplicação como terapia do câncer [1, 2].

Recentemente, nanocarreadores multifuncionais, como lipossomas, micelas, nanoemulsões, nanopartículas poliméricas e outras nanopartículas têm atraído muita atenção por sua importância na distribuição de drogas anticâncer [3]. Entre eles, como um novo tipo de família de pontos quânticos, o ponto quântico de carbono (CD) tem atraído enorme interesse em todo o mundo desde que foi descoberto em 2004 [4]. Em particular, os CDs fluorescentes se tornaram a preferência na imagem de células ² , fotocatálise, entrega de drogas, detecção de poluentes e íons de metais pesados e equipamento fotoelétrico devido às suas propriedades superiores em peso e tamanho quase zero (<10 nm), alta fotoestabilidade, espectro de excitação amplo e contínuo, comprimento de onda sintonizável, biocompatibilidade satisfatória , baixa toxicidade e excelente desempenho na fluorescência [5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]. Por exemplo, Yang et al. têm acoplado com sucesso DOX aos CDs para tratamento anticâncer aprimorado, o que implica que os CDs têm um grande significado na entrega de drogas direcionadas ao núcleo [1].

Anteriormente, várias técnicas foram propostas para preparar CDs, incluindo numerosos materiais de biomassa, carbonização, passivação e funcionalização de superfície [14, 15]. Em detalhes, pode ser classificado como dois métodos principais. Uma é a abordagem "de cima para baixo", descarga de arco, método de ablação a laser, corrosão eletroquímica e método de oxidação, que se refere à quebra da estrutura de carbono em grande escala em nanopartículas de carbono [16,17,18,19,20]. O outro método é o método “bottom-up”, que sintetiza pontos de carbono a partir de precursores moleculares, principalmente incluindo abordagem hidrotérmica, método ultrassônico e síntese assistida por onda [21,22,23,24]. Xu et al. obteve pontos de carbono por meio de descarga de arco, oxidação, extração e eletroforese em gel. Ming et al. pontos de carbono adquiridos por eletrólise. Yang et al. otimizou o método hidrotérmico original para sintetizar pontos de carbono com fluorescência diferente [21]. No entanto, esses métodos são limitados devido ao seu complicado processo de síntese, procedimento demorado, requisitos de fabricação rígidos e matérias-primas caras [25]. Além disso, o uso de solventes orgânicos como passivadores da reação pode aumentar a toxicidade dos CDs [26]. Além disso, a maioria dos CDs relatados emitiu fluorescência azul sob excitação de luz ultravioleta que prejudicou seriamente seu potencial no campo da imagem biomédica atribuído à forte interferência da autofluorescência do tecido.

Aqui, sintetizamos CDs verdes fluorescentes por meio de uma pirólise térmica controlada de uma etapa verde e eficiente de citrato de sódio di-hidratado e ureia. DOX foi conjugado de forma não covalente na superfície dos CDs preparados para administração de drogas por meio de interação hidrofóbica e interação eletrostática, bem como π - π interação de empilhamento [27,28,29]. A morfologia e a estrutura dos CDs foram investigadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e análise de difração de raios-X. As propriedades ópticas foram avaliadas por espectrômetro de UV-vis e espectros de emissão de fotoluminescência (PL). A liberação sustentada do fármaco foi realizada pelo método dialítico. A captação celular e a distribuição intracelular de DOX-CDs foram investigadas por uma microcopia fluorescente. O efeito anticâncer de DOX-CDs foi avaliado pelo ensaio MTS padrão. A imagem in vivo de CDs foi realizada em camundongos nus Balb / c. Finalmente, a toxicidade a longo prazo das CDs foi investigada pela análise histológica. Portanto, os CDs preparados seriam um agente potencial para imagens in vivo e distribuição direcionada de drogas.

Materiais e métodos

Materiais

Citrato de sódio di-hidratado, ureia, l-arginina, etilenodiamina acetona, sulfato de quinina, solução salina tamponada com fosfato (PBS), ácido acético, hidrogenofosfato dissódico e paraformaldeído foram obtidos da Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd (Shanghai, China). MTS Cell Proliferation Colorimetric Assay Kit (MTS), Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM / alta glicose), solução de penicilina-estreptomicina e solução de tripsina-EDTA foram adquiridos de Beyotime Biotechnology Co. Ltd (Shanghai, China). O soro fetal bovino (FBS) foi obtido da Tianhang Biotechnology Co. Ltd (Hangzhou, China). As células de câncer de ovário HO-8910 e as células endoteliais da veia umbilical humana EA.hy926 foram obtidas do Instituto de Nutrição e Saúde de Xangai, Academia Chinesa de Ciências (Xangai, China). O cloridrato de doxorrubicina (DOX) foi adquirido da Sigma-Aldrich (Shanghai, China). Os sacos de diálise (MWCO =1000 Da) foram adquiridos na SpectrumLabs (Los Angeles, CA, EUA).

Síntese de CDs e DOX-CDs

Resumidamente, citrato de sódio desidratado (0,2 mmoL) e ureia (5 mmoL) foram primeiramente dissolvidos em 1 mL de água DI. Em seguida, a mistura foi transferida para um recipiente de vidro e carbonizada a 200 ° C por 1 h. Depois disso, 1 mL de água DI e acetona (v / v, 1/3) foram adicionados e centrifugados a 10.000 rpm por 10 min por três vezes.

O DOX foi conjugado nos CDs pela interação não covalente. Resumidamente, DOX · HCl (0,5 mg) foi adicionado a 5 mL de CDs (5 mg / mL) e, em seguida, agitado por 48 h no escuro. A solução resultante foi dialisada contra água DI em um saco de diálise (MWCO =1000 Da) por 24 h para obter um DOX-CDs. Finalmente, os DOX-CDs foram liofilizados e armazenados a 4 ° C.

Caracterização de CDs e DOX-CDs

A morfologia do tamanho dos CDs foi caracterizada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM, FEI Tecnai G2 Spirit). As medidas de emissão de PL foram feitas em um espectrofotômetro de fluorescência LS55 (PerkinElmer, Waltham, MA, EUA). O rendimento quântico ( QY ) de CDs foi determinado usando solução de sulfato de quinina em H ₂ SO ₄ como referência. A estrutura cristalina foi observada por um espectrofotômetro infravermelho com transformada de Fourier Bruker Tensor27 (Pike Corporation, Madison, Wisconsin). A espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) foi realizada em um espectrômetro ESCALAB250Xi (Thermo, EUA). O potencial Zeta foi medido com um potenciômetro Zeta (Malvern Panalytical, Malvern, Reino Unido).

Estudo de liberação de drogas in vitro

A liberação de drogas in vitro de DOX de DOX-CDs foi investigada usando uma bolsa de diálise. Resumidamente, DOX-CDs foram carregados no saco de diálise e imersos em PBS (pH 7,4 e 5,0), respectivamente, e então colocados em uma incubadora com agitação (37 ° C, 100 rpm). No tempo pré-determinado, amostras de 0,5 ml foram retiradas e substituídas com o mesmo volume de PBS. A DOX liberada foi registrada por intensidade de fluorescência em 590 nm.

Teste de citotoxicidade in vitro

A citotoxicidade celular de DOX-CDs foi determinada pelo ensaio MTS contra células de câncer de ovário HO-8910 e células endoteliais da veia umbilical EA.hy926 [30, 31]. Resumidamente, as células foram semeadas em uma placa de 96 poços a uma concentração de 0,5 × 10 ⁵ células / mL, mantida por 24 horas para permitir a fixação das células. Em seguida, DOX-CDs em várias concentrações foram adicionados em cada poço. Após 24 h de incubação, o meio foi aspirado e 90 μL do meio e 10 μL de MTS foram adicionados a cada poço. Após 4 h, a absorbância a 490 nm foi medida usando um leitor de microplacas (BioTek Epoch, Service Card). As viabilidades celulares foram expressas como uma porcentagem de células de sobrevivência e relatadas como a média de medições em triplicado.

Estudo de imagem celular in vitro

As células de câncer de ovário HO-8910 foram inoculadas em placas de 6 poços e incubadas a 37 ° C por 24 h para fixação das células. Em seguida, as células foram incubadas com DOX-CDs para permitir a absorção celular. Após 4 h de incubação, o meio foi removido e as células foram lavadas três vezes com PBS frio e fixadas com paraformaldeído a 4% durante 10 min. Finalmente, a morfologia e a distribuição da fluorescência das células foram visualizadas por um microscópio fluorescente (Leica Microsystems, Wetzlar, Hessen, German).

Imagens In Vivo

Os experimentos com animais foram aprovados pelo Animal Care Committee da Xuzhou Medical University [32]. Camundongos nus Balb / c foram usados para avaliar o potencial de CDs em imagens fluorescentes. Resumidamente, camundongos nus Balb / c foram injetados por via subcutânea com solução aquosa de CDs (50 μL, 6 mg / mL) no local da injeção após injeção intraperitoneal de pentobarbital a 2% para anestesia. Além disso, a biodistribuição dos CDs no corpo dos camundongos também foi investigada pela injeção dos CDs (5 mg / kg) pela veia da cauda. Diferentes órgãos (coração, renal, baço, fígado, bexiga) foram coletados para as avaliações de fluorescência em vários pontos de tempo. A imagem de fluorescência animal foi obtida em um sistema de imagem Tanon-5200Multi Gel, e o tempo de exposição foi de 1,0 s para todas as imagens de fluorescência.

Estudo de toxicidade in vivo

Ratinhos Kunming (fêmeas, 7 semanas) foram usados para investigar a toxicidade de CDs a longo prazo in vivo. Os ratos Kunming foram divididos aleatoriamente em 2 grupos:CDs e grupo de controle. Os ratos foram injetados com PBS e CDs através da veia da cauda (6 mg / kg). Em seguida, os principais órgãos, incluindo coração, pulmão, rim, fígado e baço, foram coletados após 7 e 21 dias da injeção. Em seguida, os órgãos foram fixados com paraformaldeído 4%, fatiados e corados com hematoxilina e eosina (H&E). Finalmente, os cortes histológicos foram observados ao microscópio óptico (Leica Microsystems, Wetzlar, Hessen, German).

Resultados e discussão

Caracterização de CDs e DOX-CDs

Os CDs foram preparados através da estratégia de uma etapa usando citrato de sódio desidratado e uréia (citrato de sódio desidratado / uréia =1/25) a 200 ° C por 1 h. DOX foi conjugado covalentemente na superfície de CDs preparados para entrega de drogas (Esquema 1). Conforme mostrado na imagem TEM (Fig. 1a), os CDs exibiram morfologia esférica uniforme com um diâmetro médio de 2,75 nm e distribuição de tamanho relativamente estreita. Além disso, a estrutura cristalina dos CDs pode ser observada pela imagem TEM de alta resolução (inserção da Fig. 1a), indicando bem cristalino com franjas de rede perceptíveis.

Preparação esquemática de CDs ( a ) e CDs-DOX ( b )

Caracterizações de CDs. a Imagens TEM de CDs (imagens TEM de alta resolução inseridas). b Distribuição por tamanho de CDs. c Absorção UV-vis de DOX, CDs e DOX-CDs e imagens inseridas mostram os CDs sob luz natural e luz ultravioleta. d Espectros FTIR de CDs e e A emissão PL de CDs com comprimentos de onda de excitação de 340 nm a 440 nm em incrementos de 20 nm. f Espectro XPS de CDs

A estrutura química dos CDs foi caracterizada por espectroscopia FTIR. Conforme mostrado na Fig. 1d, os picos agudos em 3499 cm ⁻¹ e 1729 cm ⁻¹ atribuídos a –OH e –COOH respectivamente, enquanto aqueles a 780 cm ⁻¹ e 1372 cm ⁻¹ pode ser atribuído a N – H. Pode-se concluir que ambos os grupos carboxila e amino existem na superfície dos pontos de carbono como grupos funcionais e modificam macromoléculas biológicas com funções específicas, o que possibilita novas pesquisas de aplicação dos pontos de carbono.

Além disso, as propriedades ópticas dos CDs foram investigadas usando absorbância UV-vis e espectroscopia PL. Como mostrado na Fig. 1c, os CDs exibiram um pico de absorvância em 410 nm, e DOX revelou um pico de absorvância em 500 nm. Já os DOX-CDs mantiveram os picos de absorbância dos CDs e DOX em 410 nm e 500 nm, respectivamente, indicando o sucesso da conjugação de DOX nos CDs. Além disso, como mostrado na figura inserida da Fig. 1c, a solução aquosa de DOX-CDs revelou amarelo claro e transparente sob luz natural e a noz tornou-se verde brilhante sob excitação de UV. Além disso, o rendimento quântico de fluorescência foi calculado em 93% com sulfato de quinina usado como referência ( QY =54%). Como os CDs foram excitados em comprimentos de onda de 340 a 440 nm, o pico PL não mostrou quase nenhum deslocamento, indicando as propriedades de emissão independentes de excitação dos CDs. O comprimento de onda de excitação máximo e pico PL dos CDs são 400 e 525 nm, respectivamente. O comportamento do PL independente da excitação pode resultar dos estados de superfície uniformes dos CDs [33].

Além disso, a composição elementar dos CDs foi determinada por XPS. Como é demonstrado na Fig. 1f, o espectro XPS determinou que os CDs constituídos principalmente de carbono ( C ), nitrogênio ( N ) e oxigênio ( O ) e a razão atômica correspondente da qual era 78,39%, 7,52% e 14,1%, separadamente. Três picos típicos de C _1S , N _1S , e O _1S pode ser observado em 284,8, 399,5 e 532,6 eV, respectivamente. Para ser mais específico, C _1S espectro exibiu 3 picos em 284,8, 286,7 e 288,3 eV, representando a existência de ligação C – C, C – N, C – O ou C =O, separadamente (Figura S1A). O espectro de alta resolução para N _1S revelou um pico em 399,5 eV, que foram atribuídos a C – N. Além disso, o O _1s espectro também confirmou a presença de ligação C =O e C – O em 531,9 e 532,6 eV, respectivamente (Figura S1B).

A intensidade de fluorescência dos CDs manteve uma estabilidade maravilhosa tanto a 4 ° C quanto à temperatura ambiente (Figura S2A). A diminuição da intensidade fluorescente a 4 ° C em 2 semanas por menos de 10% pode ser desprezada. Portanto, espera-se que os pontos de carbono possuam uma estabilidade de longo prazo para serem usados como um agente de imagem biomédica.

A Figura S2B ilustrou que as intensidades de PL de CDs diminuíram em soluções aquosas de pH alto (> 10) ou baixo (<3). No entanto, a intensidade da PL manteve-se estável em solução aquosa de pH 3-10. Os CDs preparados aplicados em biomarcação e bioimagem devem ser co-incubados com células, onde a condição de pH é em torno de neutro (pH =6–8), o que garante a estabilidade do PL. Teoricamente, indica que os CDs preparados podem emitir fluorescência com alta estabilidade em células para biomarcação e bioimagem.

Para esclarecer a estabilidade fluorescente das CDs, foi realizado o teste de fluorescência anti-fotobranqueamento. Conforme mostrado na Figura S2C, em comparação com os pontos quânticos (CdTe) e os corantes fluorescentes tradicionais (DAPI), os pontos de carbono exibiram não apenas maior intensidade de fluorescência, mas também excelente resistência ao fotobranqueamento. Além disso, os CDs também foram bem dispersos em várias soluções, como água DI, PBS, meio FBS, meio DMEM e meio CM1-1, esperando uma excelente estabilidade no sistema sanguíneo (Figura S3).

Os CDs exibiram um valor potencial zeta de - 31,1 mV (Figura S4), que pode ser atribuído à existência de grupos funcionais de oxigênio e carboxila na superfície dessas partículas. O potencial DOX carregado positivamente pode ser fisicamente anexado à superfície dos CDs por meio de interação eletrostática com o grupo carboxila e interação hidrofóbica. DOX-CDs exibem um valor potencial zeta de - 9,7 mV, confirmando a fabricação dos complexos DOX-CD. Além disso, os CDs contêm um sp ² - rede de carbono que pode carregar a estrutura aromática de DOX por meio de π forte - π interações. A eficiência ótima de encapsulação e a eficiência de carregamento de droga foram investigadas por várias concentrações de DOX. Conforme demonstrado na Figura S5, a eficiência máxima de encapsulação foi calculada como 50,82% com a eficiência de carregamento correspondente de 6,82% a 0,1 mg / mL de DOX.

Liberação de drogas in vitro de DOX-CDs

O comportamento de liberação de DOX in vitro de DOX-CDs foi realizado em PBS para investigar a liberação de DOX sensível ao pH. Para demonstrar isso, os DOX-CDs foram incubados em diferentes valores de pH (pH 7,4, 6,0 e 5,0) e a liberação de DOX foi monitorada. Conforme mostrado na Fig. 2, os DOX-CDs indicaram perfis de liberação sustentada em pH 7,4, 6,0 e 5,0 durante o período de descanso. Os resultados indicaram que a liberação de DOX era dependente do pH. Apenas 13% do DOX foi liberado em 8 h, quando os DOX-CDs foram incubados em pH 7,4. No entanto, quando o valor do pH foi reduzido para 6,0 ou 5,0, mais de 35% ou 65% do DOX foi liberado dos DOX-CDs, respectivamente, sugerindo a sensibilidade dos DOX-CDs ao baixo pH. Ele demonstrou que a quantidade de DOX liberada aumentou em um pH mais baixo, o que foi atribuído ao aumento da protonação de –NH ₂ grupos em DOX em um ambiente ácido. Portanto, os DOX-CDs podem proibir o vazamento prematuro de DOX durante a circulação sanguínea e aumentar a liberação intracelular do medicamento. É de grande benefício para o tratamento eficaz do câncer.

Perfil de liberação de DOX in vitro de DOX-CDs em pH 5,0, 6,0 e 7,4

Teste de citotoxicidade in vitro

A questão da biocompatibilidade é crítica para os CDs para aplicação em imagens biomédicas e distribuição de medicamentos. A citotoxicidade de CDs em várias concentrações foi realizada contra células de câncer de ovário HO-8910 e células endoteliais da veia umbilical EA.hy926. Conforme representado na Fig. 3a, ambas as células HO-8910 e EA.hy926 mantiveram alta viabilidade acima de 85%, mesmo em uma alta concentração de 5 mg / mL, indicando a excelente biocompatibilidade e baixa citotoxicidade de CDs.

Citotoxicidade celular in vitro. a Biocompatibilidade de CDs contra células HO-8910 e EA.hy926. b Citotoxicidade celular de DOX-CDs e CDs contra células tumorais HO-8910. Os valores são expressos como média ± DP, ( n =3)

Quando acoplados com DOX, os DOX-CDs exibiram viabilidade celular dependente da concentração de DOX contra as células de câncer de ovário HO-8910. Conforme mostrado na Fig. 3b, a viabilidade celular dos DOX-CDs foi significativamente menor do que a dos CDs livres de DOX, especialmente quando a concentração de DOX estava acima de 0,05 mg / mL, indicando o excelente efeito anticâncer dos DOX-CDs.

Estudo de captação celular e rotulagem in vitro

Para avaliar a capacidade de captação intracelular de DOX-CDs, a imagem celular foi investigada nas células HO-8910. Conforme ilustrado na Fig. 4, fluorescência verde e vermelha vívida foi observada dentro das células cancerosas atribuídas à presença de CDs e DOX, respectivamente. Especialmente, sinal de fluorescência verde intenso localizado principalmente no citoplasma, indicando a distribuição intracelular dos CDs. Por outro lado, o sinal vermelho foi significativamente mais forte nos núcleos das células em comparação com o citoplasma, sugerindo que o DOX pode se desconjugar com os CDs e se mover diretamente para os núcleos das células, atribuída à sua alta afinidade com o DNA. Poderia ser explicado que o baixo valor de pH (5,0) no endossomo e lisossoma poderia auxiliar na liberação de DOX dos DOX-CDs. Portanto, os DOX-CDs podem ser um agente promissor para a marcação de células e entrega intracelular de drogas.

Captação celular in vitro de DOX-CDs por células HO-8910. Barra de escala =50 μm

Estudo de imagem animal in vivo

Um camundongo nu foi administrado por via subcutânea com solução aquosa de CDs (50 μL, 6 mg / mL). O camundongo foi então anestesiado por injeção intrapertoneal de pentobarbital a 1% e fotografado por um sistema de imagem Tanon-5200Multi Gel sob luz de excitação de 488 nm e um filtro de emissão de 535 nm. Como mostrado na Fig. 5a, forte fluorescência verde foi observada no local administrado, o que implica que a fluorescência de CDs poderia efetivamente penetrar na pele e tecido de camundongos. Além disso, o camundongo manteve-se saudável após as injeções, indicando que os CDs eram de excelente biocompatibilidade e baixa toxicidade para os animais. Considerando todos os resultados, os CDs foram capazes de ser uma excelente sonda de luminescência para bioimagem in vitro e in vivo.

Teste em animais in vivo. a Imagem fluorescente de animais com CDs. b Imagem ex vivo dos camundongos após injeção intravenosa de CDs em diferentes períodos de tempo

Além disso, a biodistribuição e a via de excreção dos CDs foram realizadas através da injeção da nanossonda pela veia da cauda. Em diferentes pontos de tempo (0, 0,5, 1, 3 h), vários órgãos foram dissecados para a imagem de fluorescência. Conforme mostrado na Fig. 5b, o rim e a bexiga revelaram um sinal de fluorescência muito mais forte em comparação com outros órgãos, incluindo coração, baço e fígado após a injeção. Além disso, o sinal de fluorescência no rim aumentou significativamente em 0,5 h após a injeção e diminuiu gradualmente após 1 h. Em seguida, o sinal de fluorescência na bexiga aumentou gradualmente de 0,5 h para 1 h, indicando que os CDs foram entregues à bexiga pelo rim. O resultado indicou que os CDs podem ser excretados e eliminados pelo sistema renal e vesical.

Teste de toxicidade a longo prazo In Vivo

Além disso, o estudo de toxicidade de longo prazo in vivo também foi realizado para investigar totalmente o potencial do emprego de CDs na pesquisa clínica. Os camundongos Kunming foram injetados através da veia da cauda com PBS e CDs, e os principais órgãos (coração, pulmão, rim, fígado, baço) foram coletados após 7 e 21 dias para análise histológica. Posteriormente, figuras de tecidos histológicos foram fotografadas por um microscópio para avaliar a diferença patológica entre os grupos experimentais e o grupo controle. Como exibido na Fig. 6, nenhum dano notável ao órgão e lesão inflamatória foram observados nos órgãos principais de animais administrados com CDs, sugerindo que os CDs preparados eram seguros para uso clínico e estudo in vivo. Portanto, os CDs verdes sintetizados eram biocompatíveis como biomarcador e sonda de bioimagem.

Análise histológica dos principais órgãos após 7 e 21 dias de administração de CDs. Barra de escala =100 μm

Conclusão

Em conclusão, este trabalho demonstrou uma preparação econômica de CDs verdes fluorescentes com alto QY de 93% para bioimagem e entrega intracelular aprimorada de drogas. O DOX foi conjugado com sucesso nos CDs para formar os DOX-CDs com boa estrutura cristalina, notável estabilidade aquosa e excelente propriedade de fotoluminescência. Os DOX-CDs podem responder aos ambientes de pH intracelular para promover a liberação intracelular desencadeada por ácido. Atribuídos à sensibilidade ao pH, os DOX-CDs mostraram inibição efetiva à proliferação de células HO-8910. Os DOX-CDs exibiram excelente capacidade de marcação de células e responderam ao pH endo- / lisossomal para liberar DOX dentro das células. Os CDs atuaram como sondas fluorescentes in vitro e in vivo. Finalmente, nenhum efeito tóxico notável foi observado nos camundongos tratados com CD pela análise histológica. Apesar disso, o trabalho demonstrou que CDs preparados pelo método custo-efetivo podem ter grande potencial em imagens biomédicas e liberação intracelular de medicamentos.

Disponibilidade de dados e materiais

Todos os dados gerados ou analisados durante este estudo estão incluídos neste artigo publicado e seus arquivos de informações complementares.

Abreviações

CDs:: Pontos de carbono
DOX:: Doxorrubicina
DOX-CDs:: Pontos de carbono aprisionados com doxorrubicina
FBS:: Soro fetal bovino
Ensaio MTS:: Kit de Ensaio Colorimétrico de Proliferação Celular MTS
PBS:: Salina tamponada com fosfato
QY :: Rendimento quântico
TEM:: Microscopia eletrônica de transmissão
XPS:: espectroscopia de fotoelétrons de raios-X

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