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Synthesis and Optical Properties of Two-Photon-Absorbing Au25(Captopril)18-Embedded Polyacrylamide Nanoparticles for Cancer Therapy
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1021/acsanm.9b02272 Alan McLean 1 , Ruofei Wang 1 , Ying Huo 1 , Alexander Cooke 1 , Thomas Hopkins 1 , Natalie Potter 1 , Qi Li 2 , Joseph Isaac 1 , Jalal Haidar 1 , Rongchao Jin 2 , Raoul Kopelman 1
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-01-16 , DOI: 10.1021/acsanm.9b02272 Alan McLean 1 , Ruofei Wang 1 , Ying Huo 1 , Alexander Cooke 1 , Thomas Hopkins 1 , Natalie Potter 1 , Qi Li 2 , Joseph Isaac 1 , Jalal Haidar 1 , Rongchao Jin 2 , Raoul Kopelman 1
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Au25(Captopril)18 nanoclusters (NCs) are a 1.2 nm water-soluble metal nanomaterial with strong two-photon absorption, with excited-state reactive oxygen production, and of potential applicability for biomedical imaging and two-photon photodynamic therapy (2p-PDT). Because of the low cellular uptake of Au25(Captopril)18 clusters, its limited potential for conjugation with targeting agents, and to enhance its biocompatibility, we embedded these clusters into hydrogel nanoparticles (NPs) by synthesizing polyacrylamide-encapsulated Au25(Capt)18 nanoparticles (PAAm-Au25(Capt)18 NPs). We verified that the two-photon absorption and singlet oxygen production of these PAAm-Au25 NPs still exhibit the favorable properties of the original metal nanocluster. Furthermore, the Au25-encapsulated polyacrylamide nanoparticles have enhanced in vitro cell uptake, can be easily conjugated to targeting moieties, and exhibit significantly higher biocompatibility. Photoirradiation experiments on HeLa cancer cells incubated with these PAAm-Au25(Capt)18 NPs reveal excellent 2p-PDT efficacy, in contrast to 1p-PDT, thus demonstrating their promising potential for cancer PDT with infrared light that penetrates deeply into live tissue.
中文翻译：
双光子吸收Au 25（卡托普利）18嵌入式聚丙烯酰胺纳米粒子的制备及其光学性质。
Au 25（Captopril）18纳米团簇（NCs）是一种1.2 nm水溶性金属纳米材料，具有很强的双光子吸收能力，具有激发态活性氧的产生，并且潜在地适用于生物医学成像和双光子光动力疗法（2p-太平洋夏令时）。由于Au 25（Captopril）18团簇的细胞摄取较低，其与靶向剂结合的潜力有限，并且为了增强其生物相容性，我们通过合成聚丙烯酰胺包封的Au 25（Capt）将这些团簇嵌入水凝胶纳米颗粒（NPs ）中18纳米粒子（PAAm-Au 25（Capt）18NPs）。我们证实，这些PAAm-Au 25 NP的双光子吸收和单线态氧的产生仍然表现出原始金属纳米簇的良好特性。此外，Au 25包封的聚丙烯酰胺纳米颗粒具有增强的体外细胞吸收能力，可以轻松地与靶向部分偶联，并显示出更高的生物相容性。在与这些PAAm-Au 25（Capt）18 NP孵育的HeLa癌细胞上进行的光照射实验显示，与1p-PDT相比，它具有出色的2p-PDT功效，从而证明了其通过深深穿透活组织的红外光对癌症PDT的潜力。
更新日期：2020-01-17
中文翻译：
双光子吸收Au 25（卡托普利）18嵌入式聚丙烯酰胺纳米粒子的制备及其光学性质。
Au 25（Captopril）18纳米团簇（NCs）是一种1.2 nm水溶性金属纳米材料，具有很强的双光子吸收能力，具有激发态活性氧的产生，并且潜在地适用于生物医学成像和双光子光动力疗法（2p-太平洋夏令时）。由于Au 25（Captopril）18团簇的细胞摄取较低，其与靶向剂结合的潜力有限，并且为了增强其生物相容性，我们通过合成聚丙烯酰胺包封的Au 25（Capt）将这些团簇嵌入水凝胶纳米颗粒（NPs ）中18纳米粒子（PAAm-Au 25（Capt）18NPs）。我们证实，这些PAAm-Au 25 NP的双光子吸收和单线态氧的产生仍然表现出原始金属纳米簇的良好特性。此外，Au 25包封的聚丙烯酰胺纳米颗粒具有增强的体外细胞吸收能力，可以轻松地与靶向部分偶联，并显示出更高的生物相容性。在与这些PAAm-Au 25（Capt）18 NP孵育的HeLa癌细胞上进行的光照射实验显示，与1p-PDT相比，它具有出色的2p-PDT功效，从而证明了其通过深深穿透活组织的红外光对癌症PDT的潜力。
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