銅酞菁功能化六方氮化硼納米片CuPc@HG@BN實現(xiàn)光動力學(xué)

一個由六方氮化硼納米片(h-BNNS)、發(fā)夾狀G4 DNA鏈(HG)和銅(Ⅱ)酞菁(CuPc)組成的多功能CuPc@HG@BN熱敏平臺用于miR-21的原位檢測和的光動力。文章通過HG裝載CuPc形成CuPc @ HGCuPc的溶解度使其可以作為PDT的光敏劑（PS），然后形成CuPc@HG@BN使得CuPc在h-BNNS作用下得到較強的SERS信號。研究發(fā)現(xiàn)該探針不可以在降低對正常的損傷下實現(xiàn)對的光動力，同時可以實現(xiàn)miR-21的原位SERS監(jiān)測，這一研究成果實現(xiàn)了在同一探針中通過SERS與PDT相結(jié)合用于癥的診斷與。

示意圖1：(a)CuPc@HG@BN的合成示意圖：其中富G的DNA序列（AS1411）裝載CuPc形成CuPc@HG，然后通過π-π 疊加將CuPc@HG修飾在h-BNNS上，構(gòu)造CuPc@HG@BN探針；（b）miR-21的原位SERS的監(jiān)測和的示意圖：納米材料在細(xì)胞膜表面核仁素作用下進(jìn)入胞內(nèi)，在目標(biāo)RNA存在的條件下打研究夾DNA使得CuPc的SERS信號減弱,同時在光照下CuPc與細(xì)胞內(nèi)氧作用產(chǎn)生單線態(tài)氧，單線態(tài)氧和相鄰的生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生細(xì)胞性，進(jìn)而引起細(xì)胞受損直致死亡而癥的；（c）活細(xì)胞中miR-21放大檢測機制。

〖圖文解析〗

圖1：(a) h-BNNS的透射電子顯微鏡(TEM)圖像，結(jié)果表明h-BNNS粒徑均勻，直徑為90±10 nm。插圖為對應(yīng)的h-BNNS大小分布直方圖；(b) h-BNNS的高分辨透射電鏡(HRTEM)圖像，顯示了一個界面間距為0.35nm的h-BNNS晶格條紋，并處于(002)面，插圖為選區(qū)電子衍射圖；(c) CuPc對SiO2和h-BNNS的SERS效應(yīng)，結(jié)果表明在SiO2上CuPc的SERS可以忽略不計(黑色曲線)，而CuPc在h-BNNS(紅色曲線)上CuPc的SERS效應(yīng)。(d) CuPc@HG@BN胞內(nèi)miR-21的SERS光譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)CuPc在1530 cm-1左右的強度隨miR-21水平的升高而降低，而h-BNNS在1367 cm-1處強度不變，表明可以以1367 cm-1處SERS強度作為內(nèi)參來實現(xiàn)胞內(nèi)miR-21的檢測，插圖為用I1530/I1367表征胞內(nèi)miR-21，結(jié)果表明miRNA在1.6 fM–2.8 pM 范圍內(nèi)可以呈現(xiàn)線性，同時其檢測限達(dá)0.70 fM，表明該探針可以實現(xiàn)胞內(nèi)miRNA的高靈敏和選擇檢測。(e)細(xì)胞系和不同細(xì)胞類型胞內(nèi)miR-21的拉曼圖譜。

圖2：(a)為了驗證CuPc@HG@BN具有的PDT效應(yīng)，文章通過單線態(tài)氧傳感器探針(SOSG)來表征CuPc@HG@BN產(chǎn)生單線態(tài)氧的能力（該探針與1O2反應(yīng)時產(chǎn)生較強的綠色熒光），結(jié)果表明用655 nm激光照射5 min后MCF-7胞內(nèi)出現(xiàn)較強的綠色熒光，在照射8h后觀察到1O2引起的細(xì)胞膜損傷，CuPc@Hg@BN具有的PDT效應(yīng)。(b)為了進(jìn)一步驗證PDT的效率，文章采用Annexin-FITC/PI染色法進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比于用CuPc@HG@BN處理的細(xì)胞，通過激光照射后的細(xì)胞的早期凋亡率和晚期細(xì)胞凋亡率均，表明該探針具有的PDT效率。

圖3:考慮到SERS探針在生物介質(zhì)中的穩(wěn)定性，文章以MCF-7荷裸鼠為模型，進(jìn)一步評價其體內(nèi)。（a）通過尾端靜脈Cy3標(biāo)記的CuPc@HG@BN后1~48 h的熒光成像，發(fā)現(xiàn)在6 h后可以在部位的觀察到的Cy3信號，并且在48 h后任保持穩(wěn)定，表明CuPc@hg@BN在部位累積并可以保持了足夠長的時間。(b、c)為了驗證該探針可以實現(xiàn)標(biāo)志物的早期診斷，文章通過檢測不同日齡的小鼠癥周圍血清中miR-21表達(dá)水平，結(jié)果表明隨著的生長時間的增加，血清中miR-21的濃度也逐漸增加，同時光動力所需的CuPc@HG@BN濃度也逐漸增加。圖中各曲線分別表示（i）生長兩天，用25 ug·mL-1 CuPc@HG@BN；ii),iii）生長4天，分別用25 ug·mL-1和50 ug·mL-1CuPc@HG@BN；iv),v),vi) 生長6天，分別用25、50 、65 ug·mL-1 CuPc@HG@BN； vii),viii),ix),x) 生長9天，分別用25、50、65、100 ug·mL-1 CuPc@HG@BN；xi),xii) 生長16天，分別用100、50 ug·mL-1 CuPc@HG@B； xiii),xiv) 生長25天，分別用100、50 ug·mL-1 CuPc@HG@BN； (D)15天后，Ⅰ、Ⅱ、vi、x、xii、XIII組圖片，表明早期可以*，而晚期無法*。e)從i、ii、vi、x、xii和xiii組小鼠提取的細(xì)胞的拉曼圖像，結(jié)果表明在癥早期進(jìn)行可以使miR-21恢復(fù)到正常水平，表明CuPc@hg@BN具有早期抗的作用。

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