基于TiO2和CdTe熒光共振能量轉(zhuǎn)移的PDT體外滅活HL60細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究

羅有煥，張　卿，陳　麗，艾保全，熊建文*

(1．廣東省高等學(xué)校量子信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院， 廣東 廣州510006；

2.廣東工業(yè)大學(xué)物理與光電工程學(xué)院， 廣東 廣州 510006)

基于TiO2和CdTe熒光共振能量轉(zhuǎn)移的PDT體外滅活HL60細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究

羅有煥1，張卿1，陳麗2，艾保全1，熊建文1*

(1．廣東省高等學(xué)校量子信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院， 廣東 廣州510006；

2.廣東工業(yè)大學(xué)物理與光電工程學(xué)院， 廣東 廣州 510006)

摘要：為研究TiO2和CdTe量子點(diǎn)間熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率對(duì)PDT體外滅活HL60細(xì)胞的影響，本文以發(fā)射波長(zhǎng)為407.8 nm的TiO2為供體，CdTe為受體，通過(guò)TiO2與CdTe超聲混合構(gòu)建熒光共振能量轉(zhuǎn)移體系，研究了TiO2和CdTe量子點(diǎn)間熒光共振能量轉(zhuǎn)移；其中體系中TiO2濃度為200 μg/mL時(shí)，通過(guò)逐漸增加體系中CdTe濃度來(lái)觀察供體TiO2熒光強(qiáng)度變化，根據(jù)Forster能量共振轉(zhuǎn)移理論計(jì)算體系能量轉(zhuǎn)移效率。之后將體系用于PDT體外滅活HL60細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究，采用CCK- 8 法，結(jié)合酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀進(jìn)行細(xì)胞活性檢測(cè)，得出不同濃度下體系的PDT滅活效率。發(fā)現(xiàn)當(dāng)TiO2-CdTe體系熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率20.21%時(shí)，PDT滅活效率為53.75%，而當(dāng)體系能量轉(zhuǎn)移效率為6.77%時(shí)，滅活效率達(dá)到了71.54%，實(shí)驗(yàn)表明在一定濃度范圍內(nèi)，TiO2-CdTe混合體系熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率低時(shí)，PDT滅活效率更高。這可能是由于TiO2-CdTe之間能量共振轉(zhuǎn)移低時(shí)，容易致使TiO2表面光生電子和空穴復(fù)合率降低，提高了二氧化鈦的光催化活性，導(dǎo)致滅活效率增高。

關(guān)鍵詞：TiO2-CdTe；共振能量轉(zhuǎn)移；光動(dòng)力療法(PDT)；白血病HL60細(xì)胞

0引言

光動(dòng)力療法(photo dynamic therapy，PDT)是借助光敏劑進(jìn)入患者體內(nèi)后,動(dòng)態(tài)濃集于生長(zhǎng)異常的組織(如腫瘤、鮮紅斑痣及黃斑病變)，后者在一定波長(zhǎng)光輻照下，因其所攝入光敏劑發(fā)生光動(dòng)力敏化反應(yīng)而產(chǎn)生活性氧物質(zhì)，導(dǎo)致生物大分子光氧化失活，并由此造成細(xì)胞器損傷而破壞目標(biāo)組織以達(dá)到治療目的方法[1,2]。在光動(dòng)力療法中，由于腫瘤等在人體中的深淺不一，使得傳統(tǒng)光敏劑的應(yīng)用受到限制，而量子點(diǎn)由于其尺寸效應(yīng)，使其吸收光譜能夠被調(diào)節(jié)去匹配深淺不同的腫瘤的需要[3,4]。量子點(diǎn)直接作為光敏劑或用于能量轉(zhuǎn)移提高傳統(tǒng)光敏劑的光動(dòng)力療效已初見(jiàn)成效[5-6]。

熒光成像技術(shù)在現(xiàn)代生命科學(xué)中是一種非常重要的實(shí)驗(yàn)研究手段。近年來(lái)生命科學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)了一種嶄新的技術(shù)：熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescence resonance energy transfer, FRET)，是一種通過(guò)熒光物質(zhì)間發(fā)生熒光能量轉(zhuǎn)移進(jìn)行分析的一種實(shí)驗(yàn)方法。FRET是指在兩個(gè)不同的熒光基團(tuán)中，若一個(gè)熒光基團(tuán)(供體Donor)發(fā)射光譜與另一個(gè)基團(tuán)(受體acceptor)的吸收光譜有一定的重疊，兩個(gè)熒光基團(tuán)間的距離合適時(shí)(一般小于10 nm),即可觀察到熒光能量由供體向受體轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。研究表明，量子點(diǎn)不僅可以作為FRET供體也可以作為受體[7-9]，利用這種技術(shù)能夠定時(shí)定量、定位、無(wú)損傷檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的分子相互作用[10-12]。

傳統(tǒng)PDT通過(guò)滅活實(shí)驗(yàn)方法研究得出該光敏劑的最佳作用時(shí)間、光照強(qiáng)度、藥物濃度、藥物配比等，進(jìn)而得出最佳PTD效率，但實(shí)驗(yàn)操作周期長(zhǎng)、繁瑣，不經(jīng)濟(jì)。本文將研究CdTe-TiO2混合體系的熒光共振能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象及將其應(yīng)用于PDT體外滅活HL60細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究；通過(guò)體系的熒光光譜圖研究其熒光能量轉(zhuǎn)移規(guī)律，計(jì)算體系熒光共振能量轉(zhuǎn)移的效率，并將不同濃度比例的TiO2-CdTe體系用于PDT體外滅活HL60細(xì)胞，通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞活性得出在不同濃度下體系的PDT滅活效率，探討CdTe-TiO2混合體系能量轉(zhuǎn)移效率與PDT滅活效率的關(guān)系，試圖從能量共振轉(zhuǎn)移的角度出發(fā)去尋求最佳作用藥物濃度配比，達(dá)到最佳PDT滅活效果。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

UV-1700紫外-可見(jiàn)光譜儀(日本 Shimadzu)，JEM-2100HR透射電子顯微鏡(日本 JEOL)，X射線粉末衍射儀(德國(guó) Bruker)，WFY-28型熒光分光光度計(jì)(天津 拓普)，DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(河南矛華儀器有限公司)，SK2510LHC超聲儀(上?？茖?dǎo))，TiO2(P25，德國(guó)DEGUSSA)，碲粉，NaBH4 , 巰基丙酸，CdCl2，NaOH, 血清含量為 10%的完全RPMI-1640 培養(yǎng)基 (美國(guó) GIBCO)，CCK-8 試劑 (日本同仁化學(xué)研究所)，5%臺(tái)盼藍(lán)細(xì)胞染色液(美國(guó) Invitrogen)，無(wú)水乙醇，去離子水， CountessTM型自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(美國(guó) Invitrogen)，PDT 反應(yīng)室(自行設(shè)計(jì))，Bio-Rad 美國(guó)伯樂(lè) imark 酶標(biāo)儀，SW-CJ型潔凈工作臺(tái)(蘇州安泰空氣技術(shù))，HH.CP-TW80 升二氧化碳培養(yǎng)箱(上海一恒科技)， MDF-192(N)型醫(yī)用低溫冰箱(日本三洋)，HC-2518高速離心機(jī)(科大創(chuàng)新股份有限公司)，微量移液槍(芬蘭)，96 孔培養(yǎng)板，細(xì)胞計(jì)數(shù)板等其他常規(guī)器皿。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1量子點(diǎn)的合成

參照Z(yǔ)hang H等[13]的方法并作適當(dāng)調(diào)整，將碲粉和NaBH4分別倒入反應(yīng)瓶中，注入適量水，磁力攪拌下進(jìn)行反應(yīng)半小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)體系由氮?dú)饷撗醣Ｗo(hù)，得NaHTe溶液。在氮?dú)怙柡偷腃dCl2水溶液中加入巰基丙酸，用NaOH調(diào)溶液的PH在9.5左右，用強(qiáng)磁力攪拌半小時(shí)后加入NaHTe溶液，于95攝氏度下磁力攪拌回流2小時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程通氮?dú)獗Ｗo(hù)，獲得CdTe水溶性量子點(diǎn)，之后再離心、干燥、研磨得到CdTe粉末。

1.2.2量子點(diǎn)表征

測(cè)量量子點(diǎn)CdTe 的吸收光譜；熒光發(fā)射光譜；X射線衍射圖；透射電鏡圖。

1.2.3混合體系CdTe-TiO2熒光共振能量轉(zhuǎn)移體系的構(gòu)建

配比一定濃度的TiO2溶液，與不同濃度的CdTe混合，超聲混合半小時(shí)使其充分混合均勻，然后測(cè)定TiO2的熒光光譜。考慮到體系之后用于PDT體外滅活HL60細(xì)胞，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室以往的最佳數(shù)據(jù)研究，混合體系中TiO2的濃度設(shè)定為200 μg/mL，CdTe濃度分別為0 μg/mL 、0.25 μg/mL、0.5 μg/mL、0.75 μg/mL、1 μg/mL、25 μg/mL、50 μg/mL、75 μg/mL、100 μg/mL。同樣地固定CdTe濃度為25 μg/mL，與濃度為0.5 μg/mL、1 μg/mL、1.5 μg/mL、2 μg/mL的TiO2混合，超聲混合半小時(shí)后測(cè)量CdTe的熒光光譜變化。根據(jù)供體熒光強(qiáng)度變化來(lái)計(jì)算不同濃度混合體系下的熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率。

1.2.4細(xì)胞培養(yǎng)

白血病 HL60 細(xì)胞采用胎牛血清含量為10 %的RPMI- 1640 培養(yǎng)基培養(yǎng)傳代，置于培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。培養(yǎng)箱的相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下:箱內(nèi)溫度為 37 ℃，箱內(nèi)空氣濕度為95%，CO2體積分?jǐn)?shù)為5 %。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，取一定量的細(xì)胞液，通過(guò)倍比稀釋法確定細(xì)胞濃度。

1.2.5細(xì)胞活性檢測(cè)

本文采用與傳統(tǒng)方法相比具有操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、可重復(fù)性好的 CCK- 8(cell counting Kit- 8)法[14, 15],結(jié)合DG5031型酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀進(jìn)行細(xì)胞活性檢測(cè)。為盡可能降低誤差，我們采用雙波長(zhǎng)法進(jìn)行檢測(cè):以450 nm作為測(cè)量波長(zhǎng)，630 nm作為參比波長(zhǎng)檢測(cè)細(xì)胞活性的一般步驟為: (1)制備細(xì)胞懸液，(2)將細(xì)胞懸液加入96 孔培養(yǎng)板，置于37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，(3)加入適量的CCK-8試劑，置于37 ℃培養(yǎng)箱中遮光培養(yǎng)4小時(shí)，(4)測(cè)定吸光度(OD值)。

1.2.6混合體系CdTe-TiO2用于PDT體外滅活HL60的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在96孔培養(yǎng)板進(jìn)行規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分為光照板和遮光板，每個(gè)板分別設(shè)置調(diào)零組和實(shí)驗(yàn)組。為盡減小實(shí)驗(yàn)誤差，同一條件設(shè)置三個(gè)重復(fù)孔。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HL60細(xì)胞以細(xì)胞濃度為2×105個(gè)/mL接種在96孔板設(shè)定好的實(shí)驗(yàn)組中，實(shí)驗(yàn)組中的每孔接種體積為100 μL細(xì)胞，而在調(diào)零組中，只加入200 μL的血清含量為10%的完全RPMI-1640培養(yǎng)液，接著在實(shí)驗(yàn)組中加入100 μL的光敏劑溶液，并使HL60細(xì)胞液和光敏劑溶液的混合液中光敏劑最終濃度和體系在測(cè)試能量共振轉(zhuǎn)移中的濃度一致，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。隨后，用振蕩器將混合液混合均勻，再用無(wú)水乙醇擦拭96孔培養(yǎng)板，然后將96孔培養(yǎng)板放入37 ℃的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí)，之后光照板在本實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的光動(dòng)力反應(yīng)室進(jìn)行光照1 h，遮光板避光處理，接著將96孔培養(yǎng)板繼續(xù)放入二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，之后每孔加入20 μL CCK-8試劑，混合均勻再放入二氧化碳培養(yǎng)箱避光培養(yǎng)2個(gè)小時(shí)，最后使用 Bio-Rad美國(guó)伯樂(lè)imark酶標(biāo)儀，以450納米為測(cè)量波長(zhǎng)，630納米為參比波長(zhǎng)，對(duì)上述實(shí)驗(yàn)組和調(diào)零組進(jìn)行活性檢測(cè)。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1量子點(diǎn)CdTe的表征

圖1　CdTe的吸收光譜Fig.1　Aborption spectra of CdTe

圖2　CdTe量子點(diǎn)的XRD圖Fig.2　XRD pattern of CdTe quantum dots

圖3　CdTe量子點(diǎn)的透射電鏡圖Fig.3　TEM image of CdTe QDs

圖1為CdTe的吸收光譜，可以看到量子點(diǎn)在478 nm處有吸收峰，且吸收范圍較寬。圖2為CdTe量子點(diǎn)的XRD圖，具有二個(gè)衍射峰，其中峰形明顯，并非尖鋒，符合小尺寸量子點(diǎn)的特點(diǎn)，峰位對(duì)應(yīng)的角度分別是:24.38、40.31和47.02，分別對(duì)應(yīng)于CdTe立方晶系的(111)、(220)、(311) 3個(gè)晶面,顯示了比較好的晶形結(jié)構(gòu)，屬于閃鋅礦立方晶相。利用本實(shí)驗(yàn)的方法制得的CdTe在水溶液中具有良好的分散性與穩(wěn)定性，如圖3所示，所制備CdTe的TEM照片，CdTe近似球形，尺寸為3-5 nm之間，分散性較均勻，基本沒(méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。圖4和圖5中的曲線1分別為CdTe和TiO2在激發(fā)波長(zhǎng)為345 nm下的熒光光譜圖。

2.2CdTe-TiO2量子點(diǎn)間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移

從圖4曲線1中可以看到TiO2的熒光發(fā)射峰位于407.8 nm和470 nm處，而從圖1.CdTe量子點(diǎn)的吸收光譜中可以觀察到CdTe在400-500 nm之間有很強(qiáng)的吸收，若將TiO2作為供體，CdTe作為受體，即可觀察到供體的發(fā)射光譜和受體的吸收光譜有很好的光譜重疊，而供體的發(fā)射光譜(圖5中曲線1)和受體的發(fā)射光譜幾乎沒(méi)有重疊部分，發(fā)射光譜不會(huì)產(chǎn)生相互干擾，說(shuō)明用該波長(zhǎng)的TiO2作為供體與CdTe可以構(gòu)成熒光共振能量轉(zhuǎn)移體系。

TiO2: 200 μg/mL ; CdTe(1-5): 0 μg/mL, 25 μg/mL, 50 μg/mL, 75 μg/mL, 100 μg/mL圖4 　CdTe濃度對(duì)TiO2-CdTe體系能量轉(zhuǎn)移的影響Fig.4　Effect of CdTe concentration on energy transfer between TiO2 and CdTe

CdTe: 25 μg/mL ; TiO2 (1-5): 0 μg/mL, 0.5 μg/mL, 1 μg/mL, 1.5 μg/mL, 2 μg/mL圖5　TiO2濃度對(duì)TiO2-CdTe體系能量轉(zhuǎn)移的影響Fig.5　Effect of TiO2 concentration on energy transfer between TiO2 and CdTe

為了進(jìn)一步研究TiO2-CdTe體系熒光共振能量轉(zhuǎn)移，將固定TiO2的濃度不變，逐漸增加CdTe的濃度，得到體系中TiO2的熒光光譜如圖4所示，隨著CdTe濃度的增加，TiO2的主要熒光發(fā)射峰(407.8 nm)峰值強(qiáng)度逐漸減弱；固定CdTe的濃度不變，逐漸增加TiO2的濃度，得到體系中的CdTe的熒光光譜如圖5所示，隨著TiO2的濃度逐漸增大，CdTe熒光峰強(qiáng)度逐漸增大，說(shuō)明了TiO2-CdTe之間發(fā)生了有效的能量轉(zhuǎn)移。

2.3CdTe-TiO2體系PDT體外滅活HL60

2.3.1計(jì)算CdTe-TiO2熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率

考慮到CdTe中的鎘離子對(duì)細(xì)胞具有毒性[16, 17]，并結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室以往的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究[18, 19]，本次PDT體外滅活HL60細(xì)胞實(shí)驗(yàn)選用的濃度為：在CdTe-TiO2混合體系中，CdTe濃度的分別為0 μg/mL、 0.25 μg/mL、0.5 μg/mL、0.75 μg/mL、1 μg/mL，TiO2的濃度為200 μg/mL，測(cè)試體系中TiO2的熒光光譜圖如圖6所示。

TiO2: 200 μg/mL ; CdTe(1-5): 0 μg/mL, 0.25 μg/mL, 0.5 μg/mL, 0.75 μg/mL, 1 μg/mL圖6　CdTe濃度對(duì)TiO2-CdTe體系能量轉(zhuǎn)移的影響Fig.6　Effect of CdTe concentration on energy transfer between TiO2 and CdTe

根據(jù)Forster熒光能量共振轉(zhuǎn)移理論(fluorescence resonance energy transfer，F(xiàn)RET),其能量轉(zhuǎn)移效率E與給供-受體間的距離(r)以及臨界能量轉(zhuǎn)移距離(R0)有關(guān)，能量轉(zhuǎn)移效率E表達(dá)式為:

(1)

式中Fda是有受體時(shí)供體的熒光強(qiáng)度，F(xiàn)d為沒(méi)有受體時(shí)供體的熒光強(qiáng)度，n為每個(gè)供體分子周圍受體分子的數(shù)目，R0是能量轉(zhuǎn)移效率達(dá)到50%的距離，它依賴于供受體雙方的物理性質(zhì)以及它們的取向，可用公式表達(dá)為：

(2)

式中k2為偶極空間取向因子，n為溶劑的折射率，Φd為無(wú)受體存在時(shí)供體的熒光量子產(chǎn)率，J(λ)為供體的熒光發(fā)射光譜與受體的吸收光譜之間的重疊積分，即：

(3)

式中F(λ)為熒光供體在波長(zhǎng)λ處的熒光強(qiáng)度，ε(λ)為受體在波長(zhǎng)λ處的摩爾吸收系數(shù)，能量轉(zhuǎn)移效率可以式子(1)求出。根據(jù)式(1)可求出得到體系中CdTe濃度為0.25 μg/mL、0.5 μg/mL、0.75 μg/ml、1 μg/mL的能量轉(zhuǎn)移效率分別為17.25%、20.21%、11.75%、6.77%。

2.3.2不同濃度的TiO2-CdTe體系PDT體外滅活HL60細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究

利用CCK-8法測(cè)量在光照板和遮光板中，添加了不同濃度TiO2-CdTe后培養(yǎng)的HL60細(xì)胞的OD 值，測(cè)的實(shí)驗(yàn)OD值如圖7所示:

圖7　混合體系TiO2-CdTe中不同CdTe濃度PDT對(duì)HL60細(xì)胞OD值的影響Fig.7　The influence of different CdTe concentration of TiO2-CdTe to OD values of HL60 cells base on PDT

光照后，各遮光組細(xì)胞的OD值均高于光照組細(xì)胞的OD值，滅活HL60 細(xì)胞的效率(PDT efficiency)用Pe表示：

(4)

其中，ODR表示光照后細(xì)胞的OD值，ODWR表示不光照時(shí)的細(xì)胞OD值。跟據(jù)式(4)可得到混合體系TiO2-CdTe中不同CdTe濃度的PDT滅活效率為59.70%；53.75%；59.02%；71.54%。

2.3.3量子點(diǎn)間能量轉(zhuǎn)移效率與PDT滅活效率存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系

根據(jù)A、B、C、D四組得出的能量轉(zhuǎn)移效率和PDT滅活效率參數(shù)，將其繪制成體系TiO2-CdTe共振能量轉(zhuǎn)移效率和PDT體外滅活效率的關(guān)系圖。如圖8所示，從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)，在一定濃度范圍內(nèi)，隨著體系能量共振轉(zhuǎn)移效率的降低，滅活效率有所增高，當(dāng)體系TiO2-CdTe熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率20.21%時(shí)，PDT滅活效率為53.75%，而當(dāng)體系能量轉(zhuǎn)移效率為6.77%時(shí)，滅活效率達(dá)到了71.54%。本次實(shí)驗(yàn)表明在一定濃度范圍內(nèi)，TiO2-CdTe混合體系熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率低時(shí)，PDT滅活效率更高。

圖8　能量轉(zhuǎn)移效率與PDT滅活效率Fig.8　Energy transfer efficiency and PDT inactivated efficiency

3結(jié)論

本文用合成的CdTe與TiO2超聲混合，研究?jī)烧咧g的能量共振轉(zhuǎn)移，并將兩者的混合體系用于體外PDT滅活HL60細(xì)胞。研究表明量子點(diǎn)能夠使TiO2的吸收光譜拓寬，光能利用效率明顯增大[20-22]，光催化效率增高，我們此前實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TiO2-CdTe混合體系要比單純的TiO2滅活效率要高，這說(shuō)明量子點(diǎn)CdTe加入有效的提高了TiO2的光催化活性。而本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)TiO2-CdTe之間能量共振轉(zhuǎn)移低時(shí)，PDT滅活效率增高。這可能是由于TiO2-CdTe之間能量共振轉(zhuǎn)移低時(shí)，容易致使TiO2表面光生電子和空穴復(fù)合率降低，從而提高了二氧化鈦的光催化活性，導(dǎo)致滅活效率增高。對(duì)于加入量子點(diǎn)后TiO2光催化活性的提高，PDT滅活效率提高的程度，我們可以從TiO2與CdTe能量共振轉(zhuǎn)移的角度去分析。事實(shí)上TiO2-CdTe體系對(duì)細(xì)胞的滅活機(jī)理較為復(fù)雜，為更清楚地了解其作用機(jī)理，更多的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究是我們下一步的工作。總之，在尋求TiO2-CdTe體系PDT最佳作用濃度、配比的問(wèn)題上，根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)分析可以從TiO2-CdTe熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率方面入手，去尋求合適的藥物配比、濃度，以求達(dá)到最佳的滅活效果。

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Experimental Research on the PDT Vitro Inactivation of HL60 Cells Based on Fluorescence Resonance Energy Transfer between

TiO2and CdTe Quantum DotsLUOYouhuan1,ZHANGQing1,CHENLi2,AIBaoquan1,XIONGJianwen1*

(1.Laboratory of Quantum Information, School of Physics and Telecommunication Engineering,South China Normal University, Guangzhou 510006, Guangdong, China; 2.School of Physics and Optoelectronic Engineering, Guangzhou 510006, Guangdong, China)

Abstract：A fluorescence resonance energy transfer system based on TiO2and CdTe ultrasonic mix was built to study how fluorescence resonance energy transfer between TiO2and CdTe quantum dots influence HL60 viability in PDT experiment. TiO2with 407.8 nm emission wavelength was used as donor, and CdTe as acceptor. The intensity change of donor TiO2was observed when the concentration of CdTe was increased in proportion, and the concentration of TiO2remained at 200 μg/mL. The system energy transfer efficiency was calculated according to the theory of Forster energy transfer. The system was then applied in in vitro PDT experiment based on HL60 cells. With CCK-8 method, the cell viability under different drug concentration was calculated. Our data showed that when the fluorescence resonance energy transfer efficiency of TiO2-CdTe hybrid system was 20.21%, the PDT inactivated efficiency was 53.75%; when the system energy transfer efficiency was 6.77%, the inactivated efficiency reached 71.54%. The results showed that low fluorescence resonance energy transfer efficiency promote higher PDT inactivation efficiency. This might be on account of the decrease of the recombination rate of electron-hole pair caused by the decline of fluorescence resonance energy transfer efficiency, which enhanced the photocatalytic activity of TiO2.

Key words：TiO2-CdTe; resonance energy transfer; photodynamic therapy(PDT); leukemic HL60 cell

文章編號(hào)：1007-7146(2015)06-0506-07

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類號(hào)：R318.51

*通訊作者：熊建文(1962-)，男，廣東人，華南師范大學(xué)教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榧す馍飳W(xué)與生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)。(電話)020- 85216860；(電子郵箱)jwxiong@scnu.edu.cn

作者簡(jiǎn)介：羅有煥(1989-)，男，廣西陸川人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣怆娂夹g(shù)及應(yīng)用研究。(電子郵箱)youhuanluo@126.com

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(61072029)；廣州市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014J4100049)

收稿日期：2015-09-16;修回日期:2015-10-13

doi:10.3969/j.issn.1007-7146.2015.06.003