Влияние ионов кальция на физико-химические свойства полупроводниковых квантовых точек, инкапсулированных амфифильным полимером, и эффективность их поглощения клетками

Abstract

Исследовано влияние ионов кальция на физико-химические свойства и взаимодействие с клетками квантовых точек CdSe/ZnS, инкапсулированных производными амфифильного полимера поли(малеиновый ангидрид-альт-1-тетрадецен), модифицированного четвертичными аммонийными группами. Квантовые точки, несущие в полимерной оболочке отрицательно заряженные карбоксильные группы, изменяют свои физико-химические и оптические характеристики в присутствии ионов Са2+ и Ba2+. Эти эффекты становятся менее выраженными при частичной замене и совсем исчезают при полной замене отрицательно заряженных карбоксильных групп на положительно заряженные четвертичные аммонийные группы. Изменение физико-химических свойств квантовых точек приводит к изменению их взаимодействия с клетками в присутствии ионов кальция. Отрицательно заряженные квантовые точки, несущие в оболочке только карбоксильные группы, в присутствии Ca2+ агломерируют и образуют конгломераты из наночастиц и клеток. Положительно заряженные четвертичные аммонийные группы в полимерной оболочке наночастиц повышают их устойчивость к агрегации в присутствии Cа2+ и способствуют их поглощению клетками. Механизмы поглощения наночастиц зависят от их заряда. Наночастицы с положительным ζ-потенциалом поглощаются с участием кальцийзависимых механизмов, которые подавляются при ингибировании кальцийзависимого фермента динамина или в присутствии хелатора кальция ЭГТА. Поглощение наночастиц с отрицательным ζ-потенциалом, напротив, усиливается при хелатировании ионов кальция. Это свидетельствует о различной роли клеточных кальцийзависимых механизмов в поглощении положительно и отрицательно заряженных наночастиц.