ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОЛЛОИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК НА ОСНОВЕ AgInS2 /ZnS ДЛЯ ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ИМИДЖИНГА В СРАВНЕНИИ С ФЛУОРОФОРАМИ, ЗАКРЕПЛЕННЫМИ НА ПОВЕРХНОСТИ НАНОЧАСТИЦ

В работе исследована флуоресценция двух флуоресцентных красителей — флуоресцеина и индоцианина зеленого, связанных с кремнеземными и магнетитными наночастицами в сравнении с коллоидными квантовыми точками нанокристаллов AgInS2/ZnS в условиях in vitro на флуоресцентном визуализаторе IVIS Lumina LT Series III. Проведенные исследования показали, что квантовые точки обладают достаточной в сравнении с флуоресцентными красителями световой отдачей для данного вида диагностики. Обнаружен эффект гашения флуоресценции в смеси с кровью, что не позволяет использовать коллоидные квантовые точки для диагностики in vivo без оболочки. Исследование гемодинамики при внутривенном введении коллоидных квантовых точек лабораторным животным показало отсутствие изменений частоты сердечных сокращений. Отмечено снижение среднего артериального давления с последующим восстановлением до нормы, что требует более детального изучения.

Коллоидные квантовые точки, флуоресцентный имиджинг, модификация наночастиц флуорофорами,

1. Kobayashi H, Ogawa M, Alford R, et al. New Strategies for Fluorescent Probe Design in Medical Diagnostic Imaging. Chem Rev. 2010; 110(5): 2620–2640.

2. Vasiliev RB, Dirin DN. Quantum points: synthesis, properties, application. Moscow: MGU, 2007. 50. In Russian [Васильев Р. Б, Дирин Д. Н. Квантовые точки: синтез, свойства, применение. М.: МГУ, 2007. 50.]

3. Brongersma ML, Halas NJ, Nordlander Plasmoninduced hot carrier science and technology. Nature nanotechnology. 2015; 10(1): 25-34.

4. Gao W, Thamphiwatana S, Angsantikul P, Zhang, L. Nanoparticle approaches against bacterial infections. WIREs Nanomed Nanobiotechnol. 2014; 6: 532–547.

5. Lemire JA, Harrison JJ, Turner RJ. Antimicrobial activity of metals: mechanisms, molecular targets and applications. Nature Reviews Microbiology. 2013; 11(6): 371-384.

6. Yezhelyev MV, Gao X, Xing Y, et al. Emerging use of nanoparticles in diagnosis and treatment of breast cancer. Lancet Oncol. 2006;7(8):657-67.

7. Moshnikov VA, Aleksandrova O.A., Drobintseva (Durnova) A.O. From laser optical microscopy to highresolution fluorescence microscopy. Colloidal quantum dots-biomarkers in exploratory scientific research. Biotekhnospera. 2014; 6(36): 16-30. In Russian [Мошников В.А., Александрова О.А., Дробинцева А.О. От лазерной оптической микроскопии до флуоресцентной микроскопии высокого разрешения. Коллоидные квантовые точки-биомаркеры в поисковых научных исследованиях. Биотехносфера. 2014; 6(36): 16-30]

8. Shi J, Chan C, Pang Y, Ye W, Tian F, Lyu J, Zhang Y, Yang M. A fluorescence resonance energy transfer (FRET) biosensor based on graphene quantum dots (GQDs) and gold nanoparticles (AuNPs) for the detection of mecA gene sequence of Staphylococcus aureus. Biosens Bioelectron. 2015;67:595-600.

9. Efros AL, Nesbitt DJ. Origin and control of blinking in quantum dots. Nat Nanotechnol. 2016;11(8):661-671.

10. Moshnikov VA, Alexandrova OA. Nanoparticles, nanosystems and their application. Part 1. Colloidal quantum dots. Ufa: Aetherna, 2015. p. 236. In Russian [Мошников В.А., Александрова О.А. Наночастицы, наносистемы и их применение. Ч.1. Коллоидные квантовые точки. Уфа: Аэтерна, 2015. c. 236].

11. Larson DR, Zipfel WR, Williams RM, et al. Watersoluble quantum dots for multiphoton fluorescence imaging in vivo. Science. 2003; 300(5624):1434-1436.

12. Ballou B, Lagerholm BC, Ernst LA, et al. Noninvasive imaging of quantum dots in mice. Bioconjug Chem. 2004; 15(1):79-86.

13. Mashford BS, Stevenson M, Popovic Z, et al. Highefficiency quantum-dot light-emitting devices with enhanced charge injection. Nature photonics. 2013; 7(5): 407-412.

14. Toropova YG, Golovkin AS, Malashicheva AB, et al. In vitro toxicity of Fe(m)O(n), Fe(m)O(n)-SiO(2) composite, and SiO(2)-Fe(m)O(n) core-shell magnetic nanoparticles. Int J Nanomedicine. 2017;12:593-603.

15. Korolev DV, Babikova KYu, Postnov VN. Gasphase synthesis of aminated silica nanoparticles for medical applications. Biotekhnospera. 2016; 5(47): 42-47. In Russian [Королев Д.В., Бабикова К.Ю., Постнов В.Н. Газофазное аминирование наночастиц аэросила для медицинского применения. Биотехносфера. 2016; 5(47): 42-47.]

16. Mao B, Chuang C-H, Wang J, Clemens B. Synthesis and photophysical properties of ternary I–III–VI AgInS2 nanocrystals: intrinsic versus surface states. J. Phys. Chem. 2011; 115 (18): 8945–8954.

17. Zhong H, Bai Z, Zou B. Tuning the Luminescence Properties of Colloidal I-III-VI Semiconductor Nanocrystals for Optoelectronics and Biotechnology Applications. J Phys Chem Lett. 2012;3(21):3167-75.

18. Leach AD, Macdonald JE. Optoelectronic Properties of CuInS2 Nanocrystals and Their Origin. J Phys Chem Lett. 2016;7(3):572-583.

19. Zang H, Li H, Makarov NS, Velizhanin KA, Wu K, Park YS, Klimov VI. Thick-Shell CuInS(2)/ZnS Quantum Dots with Suppressed “Blinking” and Narrow Single-Particle Emission Line Widths. Nano Lett. 2017;17(3):1787-1795.

20. Raevskaya A, Lesnyak V, Haubold D, et al. A Fine Size Selection of Brightly Luminescent Water-Soluble Ag–In–S and Ag–In–S/ZnS Quantum Dots. J. Phys. Chem. 2017; 121(16): 9032-9042.

21. Korolev DV, Aleksandrov IV, Galagudza MM, et al. Automation of data acquisition and processing in physiological experiments. Regional Haemodynamics and Microcirculation. 2008; 7(2): 79-84. In Russian [Королев Д.В, Александров И.В, Галагудза М.М. и др. Автоматизация получения и обработки данных физиологического эксперимента. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008; 7(2): 79-84].

22. Butner RW, McPherson AR. Adverse reactions in intravenous fluorescein angiography. Ann Ophthalmol. 1983; 15(11):1084-1086.