Структуры наноалмазов с фотоактивными модификаторами
- Авторы: Лебедев В.Т.1, Кульвелис Ю.В.1, Сорока М.А.1, Кизима Е.А.2, Вуль А.Я.3
-
Учреждения:
- Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, НИЦ “Курчатовский институт”
- Объединенный институт ядерных исследований
- Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
- Выпуск: № 1 (2023)
- Страницы: 9-19
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/137653
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023010156
- EDN: https://elibrary.ru/BLGLKV
- ID: 137653
Цитировать
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.
Ключевые слова
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
- Wang S., Gao R., Zhou F., Selke M. // J. Mater. Chem. 2004. V. 14. P. 487.
- Chen X-ng., Song J., Chen X-an., Yang H. // Chem. Soc. Rev. 2019. V. 48. P. 3073. https://doi.org/10.1039/c8cs00921j
- 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
- 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
- Gao G., Guo Q., Zhi J. // Small. 2019. V. 15. № 48. P. 1902238. https://doi.org/10.1002/smll.201902238
- 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
- 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.
- 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
- Rak J., Pouckova P., Benes J., Vetvicka D. // Anticancer Res. 2019. V. 39. P. 3323. https://doi.org/10.21873/anticanres.13475
- Bogdanović G., Djordjević A. // Srp. Arh. Celok. Lek. 2016. V. 144. № 3–4. P. 222. https://doi.org/10.2298/SARH1604222B
- Anani T., Rahmati S., Sultana N., David A.E. // Theranostics. 2021. V. 11. № 2. P. 579. https://doi.org/10.7150/thno.4881
- Филоненко Е. В., Серова Л.Г. // Biomed. Photonics. 2016. Т. 5. № 2. С. 26.
- 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.
- 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.
- Лyкьянeц E.A. // Biomed. Photonics. 2013. T. 2. № 3. C. 3.
- Abrahamse H., Hamblin M.R. // Biochem. J. 2016. V. 473. P. 347.
- 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.
- 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
- 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.
- Van Straten D., Mashayekhi V., de Bruijn H., Oliveira S., Robinson D. // Cancers. 2017. V. 9. № 2. P. 19.
- Деев Р.В., Билялов А.И., Жампеисов Т.М. // Гены и клетки. 2018. Т. 13. № 1. С. 6.
- Bagrov I.V., Dadeko A.V., Kiselev V.M., Murav’eva T.D., Starodubtsev A.M. // Opt. Spectr. 2018 V. 125. № 6. P. 903.
- 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.
- Paul S., Heng P.W.S., Chan L.W. // J. Fluorescence. 2012. V. 23. № 2. P. 283.
- Brilkina A., Dubasova L., Sergeeva E., Pospelov A., Shilyagina N., Shakhova N., Balalaeva I. // J. Photochem. Photobiol. B. 2018. V. 191. P. 128.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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
- Tagmatarchis N., Okada K., Tomiyama T., Yoshida T., Kobayashi Y., Shinohara H. // Chem. Commun. 2001. Iss.15. P. 1366.
- Tagmatarchis N., Kato H., Shinohara H. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2001. V. 3. P. 3200. https://doi.org/10.1039/B103522N
- Kawashima Y., Ohkubo K., Fukuzumi S. // J. Phys. Chem. A. 2012. V. 116. № 36. P. 8942.
- Васильев Н.Е., Огиренко А.П. // Лазерная медицина. 2002. № 6(1). С 32.
- 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
- 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
- Juha L., Hamplova V., Kodymova J., Spalek O. // J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1994. Iss. 21. P. 2437.
- Martínez-Agramunt V., Peris E. // Inorg. Chem. 2019. V. 58. № 17. P. 11836. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b02097
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Aleksenskiy A.E., Eydelman E.D., Vul A.Ya. // Nanotechnol. Lett. 2011. V. 3. P. 68.
- 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.
- 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
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- Москалев П.Н. // Кoорд. химия. 1990. Т. 16. № 2. С. 147.
- 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
- Kuklin A.I., Islamov A.Kh., Gordeliy V.I. // Neutron News. 2005. V. 16. № 3. P. 16. https://doi.org/10.1080/10448630500454361
- 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
- Svergun D.I. // J. Appl. Crystallogr. 1992. V. 25. P. 495. https://doi.org/10.1107/S0021889892001663
- Konarev P.V., Petoukhov M.V., Volkov V.V., Svergun D.I. // J. Appl. Crystallogr. 2006. V. 39. P. 277.
- 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
- 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
- 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.