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FRET‐Amplified Singlet Oxygen Generation by Nanocomposites Comprising Ternary AgInS<sub>2</sub>/ZnS Quantum Dots and Molecular Photosensitizers

  • Antibacterial photodynamic therapy (a‐PDT) has emerged as a promising non‐invasive therapeutic modality that utilizes the combination of a photosensitive agent, molecular oxygen, and excitation light to generate reactive oxygen species (ROS), demonstrating remarkable activity against multidrug‐resistant bacterial infections. However, the effective use of conventional photosensitizers is significantly limited by a number of their shortcomings, namely, poor water solubility and low selectivity. Herein, we present a novel biocompatible water‐soluble nanocomposite based on hydrophobic tetraphenylporphyrin (TPP) molecules and hydrophilic ternary AgInS2/ZnS quantum dots incorporated into a chitosan matrix as an improved photosensitizer for a‐PDT. We demonstrated that TPP molecules could be successfully transferred into chitosan solution while remaining primarily in the form of monomers, which are capable of singlet oxygen generation. We performed a detailed analysis of the Förster resonanceAntibacterial photodynamic therapy (a‐PDT) has emerged as a promising non‐invasive therapeutic modality that utilizes the combination of a photosensitive agent, molecular oxygen, and excitation light to generate reactive oxygen species (ROS), demonstrating remarkable activity against multidrug‐resistant bacterial infections. However, the effective use of conventional photosensitizers is significantly limited by a number of their shortcomings, namely, poor water solubility and low selectivity. Herein, we present a novel biocompatible water‐soluble nanocomposite based on hydrophobic tetraphenylporphyrin (TPP) molecules and hydrophilic ternary AgInS2/ZnS quantum dots incorporated into a chitosan matrix as an improved photosensitizer for a‐PDT. We demonstrated that TPP molecules could be successfully transferred into chitosan solution while remaining primarily in the form of monomers, which are capable of singlet oxygen generation. We performed a detailed analysis of the Förster resonance energy transfer (FRET) between quantum dots and TPP molecules within the nanocomposite and proposed the mechanism of the singlet oxygen efficiency enhancement via FRET.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Tatiana O. OskolkovaORCiD, Anna A. MatiushkinaORCiD, Lyubov' N. BorodinaORCiD, Ekaterina S. SmirnovaORCiD, Antonina I. DadadzhanovaORCiD, Fayza A. SewidORCiD, Andrey V. VeniaminovORCiD, Ekaterina O. MoiseevaORCiD, Anna O. OrlovaORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ChemNanoMat
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.2 Biophotonik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Wiley
Jahrgang/Band:10
Ausgabe/Heft:3
Aufsatznummer:e202300469
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Energy transfer; Fluorescence; Lifetime; Nano; Optical spectroscopy; Particle; Quality assurance; Quantum dot; Quantum yield; Synthesis
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Nano
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.1002/cnma.202300469
ISSN:2199-692X
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:21.03.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:21.03.2024
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