Quantum Dot as a Drug Tracer <emphasis>In Vivo</emphasis>

Abstract

Quantum dots (QDs) have been applied to a wide range of biological studies by taking advantage of their fluorescence properties. There is almost no method to trace small molecules including medicine. Here, we used QDs for fluorescent tracers for medicine and analyzed their kinetics and dynamics. We conjugated QDs with captopril, anti-hypertensive medicine, by an exchange reaction while retaining the medicinal properties. We investigated the medicinal effect of QD-conjugated captopril (QD-cap) in vitro and in vivo. We also evaluated the concentration and the distribution of the QD-cap in the blood and the organs with their fluorescence. We demonstrate that the QD-cap inhibits the activity of ACE in vitro. The QD-cap reduced the blood pressure of hypertensive model rats. The concentration of the QD-cap in the blood was measured by using the standard curve of the fluorescence intensity. The blood concentration of the QD-cap decrease exponentially and QD-cap has approximately the same half-life as that of captopril. In addition, the fluorescence of the QDs revealed that QD-cap accumulates in the liver, lungs, and spleen. We succeeded in analyzing the dynamics and kinetics of small molecules using fluorescence of QDs.

An in vitro study of vascular endothelial toxicity of CdTe quantum dots

“…In the optoelectronic fields, great success has been achieved of using QDs in solar energy conversion, light emitting diodes (LEDs), lasers, and display devices (Coe et al 2002;Huffaker et al 1998;Huynh et al 2002;Likharev 1999). 3 Meanwhile, in the biomedicine fields, QDs are also successfully utilized as biomedical imaging or traceable drug delivery agents to label biological molecules, cells and even tissues (Resch-Genger et al 2008), or to follow drug molecules in live organisms (Bagalkot et al 2007;Manabe et al 2006). With the spring up of the nascent QD industry, human being is inevitably exposed to these engineered nanomaterials and the studies on the potential toxicity of manufactured QDs become urgent and crucial.…”

Action of free and polymer carrier encapsulated doxorubicin towards HCT116 cells of human colorectal carcinoma

“…Відомо, що понад 25% світового ринку ліків зараз представлено лікарськими препа-ратами із удосконаленою системою доставки їх в певні клітини організму [2,3,12]. Зазвичай такі форми ліків виявляють пролонговану дію, вищу біологічну доступність, а також менш негативні побічні ефекти.…”

“…Протягом останніх років було створено нові ефективні форми ліків на основі полімерних нанорозмірних композитів для адресного транспортування лікарських препаратів до місця запалення чи іншого патологічного процесу. Наявність у складі цих композитів флуоресцентної мітки дозволила прослідкувати в реальному часі за перебігом лікування на тканинному та клітинному рівнях [12].…”

“…Разом із тим залишаються не до кінця вивченими механізми доставки ліків за до-помогою новітніх нанокомпозитів, у першу чергу, молекулярні механізми біологічної дії найвживаніших протипухлинних препаратів [7,11,12].…”

“…Разом з тим, зростання загальної кількості поглиненого доксорубіцину і підвищення його протипухлинної активності було значно меншим порівняно із 10-крат-ним підвищенням цих показників, які ми спостерігали за використання доксорубіцину, іммобілізованого на полімерному носії, що функціоналізовано фосфоліпідом. Вважаємо, що подальший розвиток ідей про взаємозалежність між розміром, хімічною будовою, колоїдно-хімічними і фізичними властивостями і функціональністю новітніх олігоелектролітних нанокомпозитів, з одного боку, та їхньою здатністю слугувати носіями для доставки ліків, з другого, є абсолютно необхідним для створення нового покоління носіїв протипухлинних препаратів, які мо-жуть долати резистентність до них злоякісних клітин [12].…”