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A COF-based nanoplatform for highly efficient cancer diagnosis, photodynamic therapy and prognosis
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2020-06-16 , DOI: 10.1039/d0sc00847h Peng Gao 1 , Mengzhen Wang 1 , Yuanyuan Chen 1 , Wei Pan 1 , Ping Zhou 1 , Xiuyan Wan 1 , Na Li 1 , Bo Tang 1
Chemical Science ( IF 7.6 ) Pub Date : 2020-06-16 , DOI: 10.1039/d0sc00847h Peng Gao 1 , Mengzhen Wang 1 , Yuanyuan Chen 1 , Wei Pan 1 , Ping Zhou 1 , Xiuyan Wan 1 , Na Li 1 , Bo Tang 1
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Covalent organic frameworks (COFs) have emerged as a kind of promising material for analytical and biomedical purposes. However, simultaneous cancer diagnosis and therapy with COFs remain a challenge. We report here a COF-based theranostic nanoplatform by integrating a dye-labeled oligonucleotide onto porphyrin-based COF nanoparticles for highly efficient cancer diagnosis and therapy. The fluorescence of the dye was effectively quenched by the COF through fluorescence resonance energy transfer (FRET). In the presence of biomarker survivin mRNA, more stable duplexes were formed and separated from the COF NPs, enabling the recovery of the fluorescence signal and selective cancer imaging. Under NIR laser irradiation, COF NPs generated abundant reactive oxygen species (ROS) to induce cancer cell apoptosis owing to their crystalline reticular structure. In vitro and in vivo experiments revealed that the nanoplatform has a high specificity and inhibition effect toward cancer cells and solid tumors. Interestingly, prognostic evaluation was also realized with COF-survivin. This work will offer new insights into COF-based probes and inspire the development of more versatile tools for biomedical applications.
中文翻译：
基于 COF 的纳米平台，用于高效癌症诊断、光动力治疗和预后
共价有机框架（COF）已成为一种用于分析和生物医学目的的有前途的材料。然而，同时使用 COF 进行癌症诊断和治疗仍然是一个挑战。我们在这里报告了一种基于 COF 的治疗诊断纳米平台，通过将染料标记的寡核苷酸集成到基于卟啉的 COF 纳米颗粒上，以实现高效的癌症诊断和治疗。 COF 通过荧光共振能量转移 (FRET) 有效猝灭染料的荧光。在存在生物标志物生存素 mRNA 的情况下，形成更稳定的双链体并与 COF NP 分离，从而能够恢复荧光信号和选择性癌症成像。在近红外激光照射下，COF NPs 由于其结晶网状结构而产生丰富的活性氧（ROS），从而诱导癌细胞凋亡。体外和体内实验表明，该纳米平台对癌细胞和实体瘤具有较高的特异性和抑制作用。有趣的是，COF-survivin 也实现了预后评估。这项工作将为基于 COF 的探针提供新的见解，并激发开发更通用的生物医学应用工具。
更新日期：2020-07-08
中文翻译：
基于 COF 的纳米平台，用于高效癌症诊断、光动力治疗和预后
共价有机框架（COF）已成为一种用于分析和生物医学目的的有前途的材料。然而，同时使用 COF 进行癌症诊断和治疗仍然是一个挑战。我们在这里报告了一种基于 COF 的治疗诊断纳米平台，通过将染料标记的寡核苷酸集成到基于卟啉的 COF 纳米颗粒上，以实现高效的癌症诊断和治疗。 COF 通过荧光共振能量转移 (FRET) 有效猝灭染料的荧光。在存在生物标志物生存素 mRNA 的情况下，形成更稳定的双链体并与 COF NP 分离，从而能够恢复荧光信号和选择性癌症成像。在近红外激光照射下，COF NPs 由于其结晶网状结构而产生丰富的活性氧（ROS），从而诱导癌细胞凋亡。体外和体内实验表明，该纳米平台对癌细胞和实体瘤具有较高的特异性和抑制作用。有趣的是，COF-survivin 也实现了预后评估。这项工作将为基于 COF 的探针提供新的见解，并激发开发更通用的生物医学应用工具。
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