Диссертация (1091892), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Спектральное перекрытие спектров КТ и порфирина 21а.3Работа выполнена совместно с ИПЛИТ РАН87(а)(б)Рис.20. Спектры люминесценции ((а), λex=470 нм) и абсорбции (б) CdSe КТ и 21а в толуоле при 295 К примолярных соотношениях х = [21а]/[КТ]: 0.0 (1); 0.4 (2); 0.8 (3), 1.2 (4); 1.6 (5), 2.0 (6); 2.4 (7); 2.8 (8).Полагая, что в данной системе реализуется статическая модель тушенияфлуоресценции донора [143], по уравнениюШтерна-Фольмера (1) была определенаконстанта ассоциации Kа комплекса КТ-21а:I0/I-1=Ka[Q] (1)График зависимости Штерна-Фольмера для полученных нами спектральных данныхпоказан на рис. 20a. Кривая имеет линейный вид, что свидетельствует о наличии одногомеханизма тушения.
При оценке полученной кривой, представленной на рис. 21a,получили константу ассоциации комплекса КТ-21а: Kа=1˟106 М-1.Для оценки стехиометрии полученных комплексов КТ-порфирин мы использовалимодель образования комплексов КТ-органическая молекула, предложенную авторамиработы [144]. В рамках этой модели на Рис.21б приведена зависимость относительнойинтенсивности люминесценции КТ (I/I 0, где I и I0 – интенсивности люминесценции КТ вприсутствии и в отсутствии 21а, соответственно) от относительной концентрациипорфирина ([21а]/[QD], где [21а] и [QD] – концентрации порфирина и КТ,соответственно).Приаппроксимацииполученнойкривойбылаустановленаэкспоненциальная зависимость I/I0=e-nx, показатель экспоненты оказался равным 1.
Этоозначает, что стехиометрия комплекса КТ-Н2PyP составляет 1 молекула H2PyP на однуквантовую точку [16].88бaРис.21. (а) Зависимость Штерна-Фольмера от концентрации [21а] (кривая насыщения по КТ) (б).Зависимость относительной интенсивности люминесценции КТ от величины [21а]/[QD], аппроксимацияэкспонентой I/I0=e-1x.Далее нами была проведена количественная оценка эффективности переносаэнергии от КТ на порфирин 21а. Так как между спектрами люминесценции КТ и спектромпоглощения порфирина 21а существует область перекрывания, то в данной системевозможен FRET от КТ к 21а. Эффективность FRET определяли по следующей формуле[145]:E=1R(1 + ( ) 6 )R0(2)где R – расстояние между донором и акцептором, R0 – критический радиус, определяемыйсоотношением:R06 =9000 ln 10κ 2 Φ OD HI D (ν )ε A (ν )ν − 4 dν5 4∫128π n N(3)- где Φ0d – квантовый выход люминесценции донора в отсутствии акцептора, κ2 –ориентационный фактор, IнD(υ) – квантовая спектральная плотность излучения донора,нормированная на единицу (∫IнD(υ)dυ=1), εA(υ) – молярный коэффициент экстинкцииакцептора, υ – волновое число, N – число Авогадро.Согласно работе [146] был рассчитан интеграл перекрывания спектров люминесценцииКТ и поглощения 21а, который составил 2.06∙10-14М-1см3.
Значение κ2 полагали равным2/3. Значение критического радиуса, рассчитанное по формуле (3), R 0=32.6 Å. Полагая,89что расстояние от молекулы порфирина до КТ находится в интервале от 23.5 Å до 25 Å[144], согласно формуле (2) значение эффективности FRET (Е) в комплексе КТ-Н2PyPнаходится в интервале от 87.7% до 83.3%.Полученныенековалентныеансамблибылииспользованывкачествекатализаторов в модельной реакции жидкофазного окисления антрацена. Было показаноувеличение фотокаталитической эффективности комплекса КТ-21а на 40% по сравнениюс активностью порфирина 21а.В результате работы было показано, что в полученных нековалентных ансамбляхКТ-21а в органической среде происходит тушение люминесценции донора – КТ CdSeнесимметричным длинноцепным порфирином 21а и возможен эффективный переносэнергии по механизму FRET от КТ CdSe к органическому хромофору.
Это открываетперспективы дизайна новых донорно-акцепторных систем для применения в качествесенсоров, катализаторов, материалов для фотовольтаики и др.Эксперименты по ковалентному связыванию КТ-порфирин были осуществленымежду тиолпорфиринами 28 и 29 и КТ CdSe (λem=480 нм, d=2,1-2,3 нм). Выборпорфиринов был обусловлен имеющимися данными о повышенной фотокаталитическойактивности фторсодержащих и длинноцепных порфиринов в среде сверхкритическогодиоксида углерода [147]. Модифицированные порфиринами конъюгаты были полученыреакцией обмена между алкантиольной группой и поверхностью КТ. Реакцию проводилипри интенсивном перемешивании в толуоле при комнатной температуре в инертнойатмосфере в течение 24 ч.
Полученные конъюгаты отделяли при помощи гельпроникающей хроматографии с использованием сорбента BioBeads SX-1 (Biorad). Вспектрах 1H-ЯМР в CDCl3 для конъюгатов наблюдали исчезновение сигнала от тиольнойгруппы и значительное уширение пиков по сравнению с сигналами от исходныхтиолсодержащих порфиринов, что указывает на ковалентное связывание поверхностиCdSe алкантиольными группами (Рис.22):90Рис.22. Сравнение спектров 1Н ЯМР тиола 29 (низ) и соответствующего конъюгата (верх).При увеличении времени реакции наблюдается увеличение интенсивностипоглощения полос порфиринового спектра, что свидетельствует о возросшем количествеприсоединившихся молекул порфирина к поверхности квантовых точек. На Рис. 23апоказаны UV-Vis спектры поглощения раствора КТ, порфирина 29 и конъюгата в толуолепри различных значениях времени реакции:абРис.23.
(а) Спектры поглощения КТ, конъюгата КТ-порфирин и порфирина 29; (б) спектрыфлуоресценции КТ CdSе, конъюгатов при различном времени реакции (λex=450 нм).Следует отметить, что положение полосы Соре (λ=424 нм) для порфирина 29совпадает с ее положением в конъюгате, что свидетельствует о незначительномвзаимодействии между молекулами порфиринов в конъюгате. Спектры стационарнойфлуоресценции КТ, порфирина 29 и конъюгата КТ-порфирин были записаны при длиневолны возбуждения λex=450 нм, т.е. в регионе с минимальным поглощением порфирина, атакже, где поглощение CdSe фрагмента является постоянной величиной (Рис.23б). Вспектрах наблюдается тушение флуоресценции максимума поглощения КТ (480 нм и 61091нм).
С увеличением времени реакции наблюдается практически полное тушениефлуоресценции донора, а также увеличение флуоресценции порфиринового фрагмента.Таким образом были впервые получены новые ковалентные конъюгаты квантовых точекCdSe и порфиринов 28-29 с алкантиольным спейсером.3.2.3. Конъюгаты с наночастицами тритерпеноидов бересты4Амфифильные порфирины, имеющие гидроксильные заместители, представляютинтерес в качестве фотосенсибилизаторов (ФС) в фотодинамической терапии (ФДТ) рака,так как обладают высоким сродством к липопротеинам плазмы крови и могутдоставляться в клетки-мишени путем рецептор-опосредованного эндоцитоза. Также былопоказано, что ФС с амфифильной структурой легче встраиваются в мембранныеструктуры и более активны в клетках.
Однако, основными ограничениями длятетрапиррольных соединений остается их гидрофобность и слабая направленностьдействия, поэтому создание средств их молекулярной доставки является одним изспособов решения этих проблем.Сферические аморфные наночастицы (САНЧ) состоят из основных компонентовсмеси тритерпеноидов бересты (СТБ): бетулина, лупеола и кофеата бетулина (рис.24).
Вработах [148, 149] была продемонстрирована эффективность САНЧ в качествеиммунологических адъювантов и средств доставки некоторых гидрофобных соединений(доксорубицина, рифампицина, рифабутина, диклофенака и т.д.).БетулинЛупеолКофеат бетулинаРис. 24. Структуры основных компонентов СТБ.В связи с этим в данной работе были изучены свойства САНЧ на основе смеситритерпеноидов бересты (СТБ) и гидроксипорфиринов 9-12 [136]. Соединения 9-12загружали в нанодисперсии САНЧ путем смешения соответствущих растворов мезоарилпорфиринов,СТБигемисукцинатахолестерина(ГСХ,стабилизатор)Работа выполнена совместно с каф.
Биотехнологии и промышленной фармации МИТХТим. М.В. Ломоносова под руководством д.х.н. Чупина В.В.492втетрагидрофуране и фосфатном буфере (10мМ, рН 7.5). Данная процедура былавыполнена на каф. БТ и БНТ МИТХТ им. М.В. Ломоносова.Былипроведеныисследования дисперсий различнымиметодамифизико-химического анализа. Так, методом динамического светорассеяния был определен размерполученных наночастиц, диапазон значений составил 100-200 нм, что являетсяприемлемым для создания нанопрепаратов. Были проведены две серии экспериментов позагрузке порфиринов в наночастицы: 1) фиксирование концентрации порфиринов (2%) иизменении концентрации ГСХ (0, 1, 5% от массы СТБ); 2) фиксирование концентрацииГСХ (2%) при изменении концентрации порфиринов (0, 5, 10% от массы СТБ) (Табл.4).Установлено, что в 1 серии экспериментов размеры частиц оказались наименьшими, а вовторой – увеличивались с повышением концентрации порфиринов, достигая наибольшихразмеров при концентрации порфиринов 10% (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
