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南大团队新发现:纳米碳点的细胞毒性,会随着光降解时间的增加而增强

Evelyn Zhang

纳米碳点(CDs)是一种潜力巨大的光致发光纳米材料,其尺寸小于10纳米,在传感、生物成像、药物传递、光动力治疗以及光和电催化等方面有广阔的应用前景。尽管CDs具有光活性,但在光照下CDs是否会降解以及这种光降解是否会产生任何细胞毒性作用仍是未知的。

在他们的最新研究中,南京大学环境学院缪爱军、张效伟、韦斯团队的研究人员们采用一种新型的毒理基因组学方法,展示了实验室合成的CDs在光照下降解成对人类正常细胞(HEK-293)和癌症细胞恶性细胞(HeLa宫颈癌细胞和HepG2肝癌细胞)都有毒的分子。

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CDs的合成采用常见的葡萄糖热解法,并在不同的条件下(如不同的pH值、离子强度、温度、光强和波长)照射不同的时间。

经过8天的辐照,28.6-59.8%的CDs被光解为<3公斤道尔顿分子,其中1431个被高通量、非靶向高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法检测到。

通过还原人类转录组(RHT)模型,研究人员们对实验室合成CDs的1200个人类基因进行了浓度依赖性建模,确定了CDs干扰的分子通路。

分子网络和群落分析,则进一步揭示了499个与细胞毒性相关的分子,其中212个含有聚乙二醇、葡萄糖或苯相关结构。

由于温度、pH、光强和波长等因素的影响,光诱导生成的羟基和烷基自由基在CD降解过程中起着重要作用。

商业化应用中的CDs也表现出类似的光降解产物和细胞毒性特征,这表明不管CDs的化学成分如何,光降解诱导的细胞毒性对CDs来说很可能是普遍的。与此同时,CDs的细胞毒性会随着光降解时间的增加而增强。

上述结果强调了光在CDs细胞相容性研究中的重要性。近日,该成果以“Photodegradation of carbon dots cause cytotoxicity”为题发表于Nature Communications上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:https://www.nature.com/articles/s41467-021-21080-z


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