Структуры наноалмазов с фотоактивными модификаторами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые получены бинарные и тройные комплексы фуллеренов и дифталоцианинов европия с детонационными наноалмазами, способными служить платформами для доставки этих гидрофобных молекул в водные биологические среды для задач магнитно-резонансной томографии, фотодинамической терапии, диагностики с помощью люминесцентных меток. Детонационные наноалмазы (размер ~4–5 нм) имели положительный потенциал (30–70 мВ) в водной среде за счет привитых к поверхности групп (CH, COH) в результате термообработки в атмосфере водорода. При взаимодействии положительно заряженных алмазов с электроотрицательными гидратированными фуллеренами в водной среде исходные агрегаты каждого из компонентов разрушались, а электростатическое притяжение между ними приводило к формированию устойчивых компактных комплексов размером ~20 нм по данным динамического рассеяния света и рассеяния нейтронов в коллоидах (20°С). Бинарные комплексы включали в среднем по две молекулы фуллерена на 30–40 алмазных частиц. При введении молекул дифталоцианина в бинарный коллоид формировались устойчивые тройные структуры. Полученные комплексы алмазов, фуллеренов и молекул дифталоцианина перспективны для биомедицинских применений благодаря люминесцентным и магнитным свойствам компонентов.

Об авторах

В. Т. Лебедев

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова,
НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: lebedev_vt@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина

Ю. В. Кульвелис

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова,
НИЦ “Курчатовский институт”

Email: lebedev_vt@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина

М. А. Сорока

Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова,
НИЦ “Курчатовский институт”

Email: lebedev_vt@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Ленинградская область, Гатчина

Е. А. Кизима

Объединенный институт ядерных исследований

Email: lebedev_vt@pnpi.nrcki.ru
Россия, 141980, Московская область, Дубна

А. Я. Вуль

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: lebedev_vt@pnpi.nrcki.ru
Россия, 194021, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Wang S., Gao R., Zhou F., Selke M. // J. Mater. Chem. 2004. V. 14. P. 487.
  2. Chen X-ng., Song J., Chen X-an., Yang H. // Chem. Soc. Rev. 2019. V. 48. P. 3073. https://doi.org/10.1039/c8cs00921j
  3. Soares D.C.F., Domingues S.C., Viana D.B., Tebaldi M.L. // Biomed Pharmacotherapy. 2020. V. 131. P. 110695. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110695
  4. Seaberg J., Montazerian H., Hossen N., Bhattacharya R., Khademhosseini A., Mukherjee P. // ACS Nano. 2021. V.15. № 2. P. 2099. https://doi.org/10.1021/acsnano.0c09382
  5. Gao G., Guo Q., Zhi J. // Small. 2019. V. 15. № 48. P. 1902238. https://doi.org/10.1002/smll.201902238
  6. Sreenivasan V.K.A., Zvyagin A.V., Goldys E.M. // J. Phys.: Condens. Matter. 2013. V. 25. P. 194101. https://doi.org/10.1088/0953-8984/25/19/194101
  7. Lin B.-R., Chen C.-H., Chang C.-H., Kunuku S., Chen T.-Y., Hsiao T.-Y., Yu H.-K., Chang Y.-J., Liao L.-C., Chen F.-H. // J. Phys. D. 2019. V. 52. № 50. P. 505402.
  8. Anilkumar P., Lu F., Cao L., Luo P.G., Liu J.-H., Sahu S., Tackett K. N., Wang Y., Sun Y.-P. // Current Med. Chem. 2011. V. 18. № 14. P. 2045. https://doi.org/10.2174/092986711795656225
  9. Rak J., Pouckova P., Benes J., Vetvicka D. // Anticancer Res. 2019. V. 39. P. 3323. https://doi.org/10.21873/anticanres.13475
  10. Bogdanović G., Djordjević A. // Srp. Arh. Celok. Lek. 2016. V. 144. № 3–4. P. 222. https://doi.org/10.2298/SARH1604222B
  11. Anani T., Rahmati S., Sultana N., David A.E. // Theranostics. 2021. V. 11. № 2. P. 579. https://doi.org/10.7150/thno.4881
  12. Филоненко Е. В., Серова Л.Г. // Biomed. Photonics. 2016. Т. 5. № 2. С. 26.
  13. Гафтон Г.И., Семилетова Ю.В., Анисимов В.В., Гельфонд М.Л., Мяснянкин М.Ю., Новик А.В., Нехаева Т.Л., Балдуева И.А., Гафтон И.Г. // Сибирский онкологический журн. 2013. № 4(58). С. 23.
  14. Гельфонд М.Л., Балдуева И.А., Барчук А.С., Гафтон Г.И., Анисимов В.В., Семилетова Ю.В., Новик А.В., Мяснянкин М.Ю., Нехаева Т.Л., Данилова А.Б., Воробейчиков Е.В., Вааль А.И., Гафтон И.Г. // Biomed. Photonics. 2016. Т. 5. № 3. С. 4.
  15. Лyкьянeц E.A. // Biomed. Photonics. 2013. T. 2. № 3. C. 3.
  16. Abrahamse H., Hamblin M.R. // Biochem. J. 2016. V. 473. P. 347.
  17. Zhang J., Jiang C., Figueiró Longo J.P., Azevedo R.B., Zhang H., Muehlmann L.A. // Acta Pharm. Sin. B. 2018. V. 8. № 2. P. 137.
  18. Abrahamse H., Hamblin M.R. Photomedicine and Stem Cells. The Janus Face of Photodynamic Therapy (PDT) to Kill Cancer Stem Cells, and Photobiomodulation (PBM) to Stimulate Normal Stem Cells. Bristol: IOP Publishing, 2017. 103 p. https://doi.org/10.1088/978-1-6817-4321-9
  19. Kwiatkowski S., Knap B., Przystupski D., Saczko J., Kędzierska E., Knap-Czop K., Kotlińska J., Michel O., Kotowski K., Kulbacka J. // Biomed. Pharmacotherapy. 2018. V. 106. P. 1098.
  20. Van Straten D., Mashayekhi V., de Bruijn H., Oliveira S., Robinson D. // Cancers. 2017. V. 9. № 2. P. 19.
  21. Деев Р.В., Билялов А.И., Жампеисов Т.М. // Гены и клетки. 2018. Т. 13. № 1. С. 6.
  22. Bagrov I.V., Dadeko A.V., Kiselev V.M., Murav’eva T.D., Starodubtsev A.M. // Opt. Spectr. 2018 V. 125. № 6. P. 903.
  23. Isakau H.A., Parkhats M.V., Knyukshto V.N., Dzhagarov B.M., Petrov E.P., Petrov P.T. // J. Photochem. Photobiol. B. 2008. V. 92. № 3. P. 165.
  24. Paul S., Heng P.W.S., Chan L.W. // J. Fluorescence. 2012. V. 23. № 2. P. 283.
  25. Brilkina A., Dubasova L., Sergeeva E., Pospelov A., Shilyagina N., Shakhova N., Balalaeva I. // J. Photochem. Photobiol. B. 2018. V. 191. P. 128.
  26. Шилягина Н.Ю., Плеханов В.И., Шкунов И.В., Шилягин П.А., Дубасова Л.В., Брилкина А.А., Соколова Е.А., Турчин И.В., Балалаева И.В. // Современные технологии в медицине. 2014. Т. 6. № 2. С. 15.
  27. Шилов И.П., Иванов А.В., Румянцева В.Д., Миронов А.Ф. // Фундаментальные науки – медицине. Биофизические медицинские технологии / Ред. Григорьев А.И., Владимиров Ю.А. М.: МАКС Пресс, 2015. Т. 2. С. 1104.
  28. Ostroverkhov P.V., Semkina A.S. Naumenko V.A., Plotnikova E.A., Melnikov P.A., Tabakumova O., Yakubovskaya R.I., Mironov A.F., Vodopyanov S.S., Abakumov A.M., Majouga A.G., Grin M.A., Chekhonin V.P., Abakumov M.A. // J. Colloid Interface Sci. 2019. V. 537. P. 132.
  29. Senthilkumar N., Sharma P. K., Sood N., Bhalla N. // Coord. Chem. Rev. 2021. V. 445. P. 214082. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2021.214082
  30. McCluskey D.M., Smith T.N., Madasu P.K., Coumbe C.E., Mackey M.A., Fulmer P.A., Wynne J.H., Stevenson S., Phillips J.P. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2009. V. 1. № 4. P. 882. https://doi.org/10.1021/am900008v
  31. Tagmatarchis N., Okada K., Tomiyama T., Yoshida T., Kobayashi Y., Shinohara H. // Chem. Commun. 2001. Iss.15. P. 1366.
  32. Tagmatarchis N., Kato H., Shinohara H. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2001. V. 3. P. 3200. https://doi.org/10.1039/B103522N
  33. Kawashima Y., Ohkubo K., Fukuzumi S. // J. Phys. Chem. A. 2012. V. 116. № 36. P. 8942.
  34. Васильев Н.Е., Огиренко А.П. // Лазерная медицина. 2002. № 6(1). С 32.
  35. Dyrda G., Zakrzyk M., Broda M.A., Pedzinski T., Mele G., Słota R. // Molecules. 2020. V. 25. P. 3638. https://doi.org/10.3390/molecules25163638
  36. Dallas P., Velasco P.Q., Lebedeva M., Porfyrakis K. // Chem. Phys. Lett. 2019. V. 730. P. 130. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2019.05.055
  37. Juha L., Hamplova V., Kodymova J., Spalek O. // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994. Iss. 21. P. 2437.
  38. Martínez-Agramunt V., Peris E. // Inorg. Chem. 2019. V. 58. № 17. P. 11836. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b02097
  39. Yoko I., Toshiya O., Minfang Z., Masako Y., Sumio I. // Bull. Chem. Soc. Jpn. 2008. V. 81. Iss. 12. P. 1584. https://doi.org/10.1246/bcsj.81.1584
  40. Stasheuski A.S., Galievsky V.A., Stupak A.P., Dzhagarov B.M., Choi M.J., Chung B.H., Jeong J.Y. // Photochem. Photobiol. 2014. V. 90. P. 997. https://doi.org/10.1111/php.12294
  41. Zhao B., He Y.Y., Bilski P.J., Chignell C.F. // Chem. Res. Toxicol. 2008. V. 21. P. 1056. https://doi.org/10.1021/tx800056w
  42. Pan Y., Liu X., Zhang W., Liu Z., Zeng G., Shao B., Liang Q., He Q., Yuan X., Huang D. Chen M. // Appl. Catal. B. 2020. V. 265. P. 118579. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.118579
  43. Shilin V.A., Lebedev V.T., Kolesnick S.G., Kozlov V.S., Grushko Yu.S., Sedov V.P., Kukorenko V.V. // Crystallogr. Rep. 2011. V. 56. № 7. P. 1192.
  44. Lebedev V.T., Grushko Yu.S., Sedov V.P., Shikin V.A., Kozlov V.S., Orlov S.P., Sushkov P.A., Kolesnik S.G., Szhogina A.A., Shabalin V.V. // Phys. Solid State. 2014. V. 56. № 1. P. 178.
  45. Дубовский И.М., Лебедев В.Т., Шилин В.А., Сжогина А.А., Суясова М.В., Седов В.П. // Кристаллография. 2018. Т. 63. № 1. С. 144.
  46. Buchler J.W., Ng D.K.P. Metal Tetrapyrrole Double- and triple-Deckers with Special Emphasis on Porphyrin Systems // The Porphyrin Handbook. Vol. 3. / Eds. Kadish K.M., Smith K.M., Guilard R. San Diego, San Francisco, New York, Boston, London, Sydney, Toronto: Academic Press, 2000. P. 246.
  47. Aleksenskiy A.E., Eydelman E.D., Vul A.Ya. // Nanotechnol. Lett. 2011. V. 3. P. 68.
  48. Alexenskii A.E. Technology of Preparation of Detonation Nanodiamond // Detonation Nanodiamonds: Science and Applications / Eds. Vul A.Ya., Shenderova O.A. Singapore: Pan Stanford Publishing, 2014. Ch. 2. P. 37.
  49. Lebedev V.T., Kulvelis Yu.V., Kuklin A.I., Vul A.Ya. // Condens. Matter. 2016. V. 1. № 10. P. 1. https://doi.org/10.3390/condmat1010010
  50. Vul A.Ya., Eidelman E.D., Aleksenskiy A.E., Shvidchenko A.V., Dideikin A.T., Yuferev V.S., Lebedev V.T., Kulvelis Yu.V., Avdeev M.V. // Carbon. 2017. V. 114. P. 242.
  51. Andrievsky G.V., Kosevich M.V., Vovk O.M., Shelkovsky V.S., Vashchenko L.A. // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1995. Iss. 12. P. 1281. https://doi.org/10.1039/C39950001281
  52. Prylutskyy Yu.I., Petrenko V.I., Ivankov O.I., Kyzyma O.A., Bulavin L.A., Litsis O.O., Evstigneev M.P., Cherepanov V.V., Naumovets A.G., Ritter U. // Langmuir. 2014. V. 30. № 14. P. 3967. https://doi.org/10.1021/la404976k
  53. Kyzyma E.A., Tomchuk A.A., Bulavin L.A., Petrenko V.I., Almasy L., Korobov M V., Volkov D. S., Mikheev I.V., Koshlan I.V., Koshlan N.A., Bláha P., Avdeev M.V., Aksenov V.L. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2015. V. 9. P. 1. https://doi.org/10.1134/S1027451015010127
  54. Kyzyma E.A., Kuzmenko M.O., Bulavin L.A., Petrenko V.I., Mikheev I.V., Zabolotnyi M.A., Kubovcikova M., Kopcansky P., Korobov M. V., Avdeev M.V., Aksenov V.L. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2016. V. 10. P. 1125. https://doi.org/10.1134/S1027451016050517
  55. Москалев П.Н. // Кoорд. химия. 1990. Т. 16. № 2. С. 147.
  56. Kuklin A.I., Soloviov D.V., Rogachev A.V., Utrobin P.K., Kovalev Yu.S., Balasoiu M., Ivankov O.I., Sirotin A.P., Murugova T.N., Petukhova T.B., Gorshkova Yu.E., Erhan R.V., Kutuzov S.A., Soloviev A.G., Gordeliy V.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2011. V. 291. P. 012013. https://doi.org/10.1088/1742-6596/291/1/012013
  57. Kuklin A.I., Islamov A.Kh., Gordeliy V.I. // Neutron News. 2005. V. 16. № 3. P. 16. https://doi.org/10.1080/10448630500454361
  58. Soloviev A.G., Solovjeva T.M., Ivankov O.I., Soloviov D.V., Rogachev A.V., Kuklin A.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 848. P. 012020. https://doi.org/10.1088/1742-6596/848/1/012020
  59. Svergun D.I. // J. Appl. Crystallogr. 1992. V. 25. P. 495. https://doi.org/10.1107/S0021889892001663
  60. Konarev P.V., Petoukhov M.V., Volkov V.V., Svergun D.I. // J. Appl. Crystallogr. 2006. V. 39. P. 277.
  61. Kulvelis Y.V., Lebedev V.T., Yevlampieva N.P., Cherechukin D.S., Yudina E.B. Enhancement of Singlet Oxygen Generation of Radachlorin® Conjugated with Polyvinylpyrrolidone and Nanodiamonds in Aqueous Media // Green Photocatalytic Semiconductors. Green Chemistry and Sustainable Technology / Eds. Garg S., Chandra A. London: Springer, 2022. Ch. 10. P. 281. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77371-7_10
  62. Lebedev V.T., Török Gy., Kulvelis Yu.V., Soroka M.A., Ganzha V.A., Orlova V.A., Fomin E.V., Sharonova L.V., Shvidchenko A.V. New Photocatalytic Materials Based on Complexes of Nanodiamonds with Diphthalocyanines of Rare Earth Elements // Green Photocatalytic Semiconductors. Green Chemistry and Sustainable Technology / Eds. Garg S., Chandra A. London: Springer, 2022. Ch. 7. P. 179. https://doi.org/10.1007/978-3-030-77371-7_7
  63. Kulvelis Yu., Lebedev V., Yudina E., Shvidchenko A., Aleksenskii A., Vul A., Kuklin A. // J. Surf. Invest.: X‑Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2020. V. 14. Suppl. 1. P. S132.

Дополнительные файлы


© В.Т. Лебедев, Ю.В. Кульвелис, М.А. Сорока, Е.А. Кизима, А.Я. Вуль, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах