Abstract Background Quantum dots (QDs)-based theranostics offer exciting new approaches to diagnose and therapy of cancer. To take advantage of the unique properties of these fluorescent QDs for different biomedical applications, their structures, size and/or surface chemistry need to be optimized, allowing their stability and functionalities to be tailored for different biomedical applications. Methodology Cadmium telluride/Cadmium sulfide QDs (CdTe/CdS QDs) were synthesized and their structure, size, photostability and functionalities as a bioprobe for detection of Fibrosarcoma tumors were studied and compared with Cadmium telluride (CdTe) QDs. Hence, CdTe/CdS QDs were labeled with 68Ga radionuclide for fast in vivo biological nuclear imaging. Using gamma paper chromatography (γ-PC), the physicochemical properties of the prepared labeled QDs were assessed. In vivo biodistribution and positron emission tomography (PET) imaging of the 68Ga@ CdTe/CdS QDs nanocrystals were investigated in Sprague Dawley® rats bearing Fibrosarcoma tumor. Results CdS shell on the surface of CdTe core increases the size and photostability against high energy radiations; therefore, CdTe/CdS QDs show prolonged fluorescence as compared to CdTe QDs. Conclusion Excellent accumulation in tumor was observed for core/shell quantum dots, but this study showed that small changes in the size of the QDs (+1 nm), after adding the CdS shell around CdTe core, greatly change their biodistribution (especially the liver uptake).

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用于检测肿瘤的 68Ga CdTe/CdS 荧光量子点：研究纳米颗粒尺寸对稳定性和体内药代动力学的影响

摘要背景 基于量子点 (QD) 的治疗诊断学为癌症的诊断和治疗提供了令人兴奋的新方法。为了利用这些荧光量子点在不同生物医学应用中的独特特性，需要优化它们的结构、尺寸和/或表面化学，使其稳定性和功能适合不同的生物医学应用。方法学合成碲化镉/硫化镉量子点（CdTe/CdS 量子点），研究它们的结构、大小、光稳定性和作为检测纤维肉瘤肿瘤的生物探针的功能，并与碲化镉（CdTe）量子点进行比较。因此，CdTe/CdS QD 用 68Ga 放射性核素标记，用于快速体内生物核成像。使用伽马纸色谱（γ-PC），评估了制备的标记量子点的理化性质。在患有纤维肉瘤肿瘤的 Sprague Dawley® 大鼠中研究了 68Ga@CdTe/CdS QDs 纳米晶体的体内生物分布和正电子发射断层扫描 (PET) 成像。结果 CdTe 核表面的 CdS 壳增加了尺寸和抗高能辐射的光稳定性；因此，与 CdTe QD 相比，CdTe/CdS QD 显示出更长的荧光。结论 核/壳量子点在肿瘤中具有极好的积累，但本研究表明，在 CdTe 核周围添加 CdS 壳后，QD 大小的微小变化（+1 nm）会极大地改变其生物分布（尤其是肝脏摄取）。在患有纤维肉瘤肿瘤的 Sprague Dawley® 大鼠中研究了 68Ga@CdTe/CdS QDs 纳米晶体的体内生物分布和正电子发射断层扫描 (PET) 成像。结果 CdTe 核表面的 CdS 壳增加了尺寸和抗高能辐射的光稳定性；因此，与 CdTe QD 相比，CdTe/CdS QD 显示出更长的荧光。结论 核/壳量子点在肿瘤中具有极好的积累，但本研究表明，在 CdTe 核周围添加 CdS 壳后，QD 大小的微小变化（+1 nm）会极大地改变其生物分布（尤其是肝脏摄取）。在患有纤维肉瘤肿瘤的 Sprague Dawley® 大鼠中研究了 68Ga@CdTe/CdS QDs 纳米晶体的体内生物分布和正电子发射断层扫描 (PET) 成像。结果 CdTe 核表面的 CdS 壳增加了尺寸和抗高能辐射的光稳定性；因此，与 CdTe QD 相比，CdTe/CdS QD 显示出更长的荧光。结论 核/壳量子点在肿瘤中具有极好的积累，但本研究表明，在 CdTe 核周围添加 CdS 壳后，QD 大小的微小变化（+1 nm）会极大地改变其生物分布（尤其是肝脏摄取）。与 CdTe QD 相比，CdTe/CdS QD 显示出更长的荧光。结论 核/壳量子点在肿瘤中具有极好的积累，但本研究表明，在 CdTe 核周围添加 CdS 壳后，QD 大小的微小变化（+1 nm）会极大地改变其生物分布（尤其是肝脏摄取）。与 CdTe QD 相比，CdTe/CdS QD 显示出更长的荧光。结论 核/壳量子点在肿瘤中具有极好的积累，但本研究表明，在 CdTe 核周围添加 CdS 壳后，QD 大小的微小变化（+1 nm）会极大地改变其生物分布（尤其是肝脏摄取）。