Production and characterization of water soluble CdSeTe based core/shell nanocrystals and their applications in bioimaging

Abstract

Nanoteknoloji, son yıllarda, en kapsamlı çalışmaların yapıldığı alanlardan biri haline geldi. Nanometre mertebesinde, malzemeler benzersiz elektiriksel, optik, manyetik ve kimyasal özelliklere sahiptirler.Eşsiz özellikleri sayesinde bu malzemeler elektro-optik aygıtlar, işaretleme ve tıbbi uygulamalar gibi geniş kapsamlı uygulama alanlarına sahiptirler. Bu çalışmanın hedefi, biyomoleküller ile etkileşmeye uygun, suda çözünebilen CdSexTe1-x alaşım yarı iletken nanokristaller elde etmektir. CdSexTe1-x yarı iletken nanokristaller tek basamakta sentez yöntemi ile elde edilmişlerdir. Eş büyüklükte, çinko karışım yapılı CdSexTe1-x nanokristaller su içinde çözünmüş olarak hazırlanmışlardır. Sentezlenen nanokristaller 528nm den 620nm ye kadar geniş aralıkta ışıma yapmaktadırlar. Alaşım CdSexTe1-x nanokristallerin fotoluminesans kuantum verimi 17% iken, CdS kabuğu ile kaplandıktan sonra fotoluminesans kuantum verimi 22% ye yükselmiştir. CdSexTe1-x nanokristallerin toksisitelerinin belirlenmesinde MTT ve Trypan mavisi testleri kullanılmıştır. MTT sonuçları MCF7 hücrelerinin hiçbir doz ve konsantrasyonda nanokristallerden etkilenmediğini fakat PC3 hücrelerinde 1.0µg/ml konsantrasyonda ölümcül etkilerin başladığını ortaya koymaktadır. BEAS 2B hücrelerinin nanokristallere çok hassas olduğu ve 0.5µg/ml konsantrasyonda hücre çoğalmasının durduğu belirlenmiştir. Nanokristallerin hücre sitoplazmasına geçtme yetisinde oldukları, konfokal mikroskopi çalışmaları ile belirlenmiştir.

In recent years, nanotechnology has become one of the most intensively studied fields. At the nanometer scale, materials have unique electrical, optical, magnetic and chemical properties. They can be used for a wide variety of applications such as electro-optical devices, tagging and medical applications. The goal of this study was to produce water-dispersible alloyed CdSexTe1-x semiconductor nanocrystals, which are suitable to interact with biomolecules. CdSexTe1-x nanocrystals were synthesized by a single step aqueous synthesis method. Monodisperse, CdSexTe1-x nanocrystals with zinc blende structure were obtained in water. Synthesized nanocrystals emit in the range from 528 nm to 620 nm. CdSexTe1-x nanocrystals have 17% photoluminescence quantum yield, after the CdS shell coating the photoluminescence quantum yield increased up to 22%. MTT test and Trypan Blue tests were used to evaluate the toxicity of CdSexTe1-x nanocrystals. MTT measurements reveal that the MCF7 cancer cells are not affected by the nanocrystals at any dosage and exposure condition, but lethal effects are determined at the concentration of 1.0µg/ml for the PC3 cells. The BEAS 2B cells are very sensitive to the nanocrystals and do not proliferate at concentration of 0.5µg/ml. Confocal microscopy studies show that the nanocrystals has ability to penetrate to the cytoplasm of cells.