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논문 기본 정보

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학술저널
저자정보
저널정보
한국약제학회 Journal of Pharmaceutical Investigation Journal of Pharmaceutical Investigation 제50권 제2호
발행연도
2020.1
수록면
209 - 218 (10page)

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Purpose This article details the application of pristine nitrogen and sulfur doped carbon quantum dots (CQDs) as a novel fluorescence biosensor for the detection of glutathione. The second object of this study is to evaluate reduction of cellular nitric oxide in microglial cells. Methods Microwave assisted hydrothermal method was used for the fabrication of CQDs. Unlike conventional methods which utilize metallic or transition metal coating over CQDs for the fabrication of fluorescence switch on/off probes, our simple yet efficient CQDs itself performed as a biosensor that is both selective and sensitive towards glutathione (GSH). Particle size analyzer, scanning electron microscope, atomic force microscopy, high-performance X-ray photoelectron spectroscopy, fourier-transform infrared spectroscopy were used for physicochemical characterization of developed CQDs. Photoluminescence properties of CQDs were analyzed using photoluminescence spectroscope for glutathione detection. Furthermore, microglial cells were used to evaluate reduction of cellular nitric oxide. Results The developed biosensor was able to detect GSH within a short time of 2 min. Hemolysis assay confirmed negligible red blood cell lysis even at a higher concentration of 0.2 mg/mL. Furthermore, the developed CQDs demonstrated enhanced cellular uptake, which resulted in generating fluorescence from the BV-2 microglial cells. Interestingly, the developed CQDs were able to mitigate the secretion of toxic pro-inflammatory cytokine, nitric oxide (NO) from the lipopolysaccharide (LPS) insulted BV-2 microglial cells. A 50% reduction in the secretion of NO was observed after treating with CQDs in the LPS treated BV-2 cells. Conclusion These novel fluorescent CQDs with low manufacturing costs, high selectivity and sensitivity towards GSH and shorter detection time manifest them as a promising nanomaterial for diverse biomedical applications.

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Baker SN / 2010 / Luminescent carbon nanodots : emergent nanolights / Angew Chem Int Ed 49:6726~6744 Crossref Bansal A / 2018 / Glutathione metabolism in cancer progression and treatment resistance / J Cell Biol 217:2291~2298 Crossref Bhattacharyay D / 2008 / Disposable amperometric sensors for thiols with special reference to glutathione / Electroanalysis 20:1947~1952 Crossref Bourlinos AB / 2008 / Surface functionalized carbogenic quantum dots / Small 4:455~458 Crossref Cai Q-Y / 2015 / A rapid fluorescence"switch-on"assay for glutathione detection by using carbon dots–MnO2 nanocomposites / Biosens Bioelectron 72:31~36 Crossref

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