view in publisher's site

Quantification of hydroxyl radicals and solvated electrons produced by irradiated gold nanoparticles suggests a crucial role of interfacial water

Highlights•G-values for HO and solvated electrons produced when gold nanoparticles are submitted to ionizing radiation are determined.•Massive quantities (4.5 fold) of both species are quantified.•Unexpectedly, gamma rays induce more radicals than X-rays.•We propose that interfacial water around nanoparticles plays a key role in radical production.AbstractThe potential benefit of gold nanoparticles (GNP) to radiotherapy has been demonstrated in a range of cell lines and radiation sources as well as in rodent models, sometimes with contradictory results. Few experimental studies have explored the involved deleterious species, hydroxyl radical being so far the most cited, whereas theoretical studies have usually focused on secondary electrons emitted from GNP, making comparison between these two approaches difficult. Here we focus on the physico-chemical step (i.e. radical production) and report the first experimental determination of both hydroxyl radicals and solvated electrons yields of formation in the presence of GNP. We also compare these yields between X- and γ-rays under different atmospheres. Our main finding is a massive and equivalent production of both species under X- and more surprisingly γ-rays. For concentration as low as 1 nM (0.02% wt of gold), both radiations lead to 3 to 4 times more radicals than water radiolysis without GNP. This is in contradiction with a physical prediction of dose enhancement. Supported by our whole set of experiments the key role of water molecules at the nanoparticle interface in the radical production emerges. This leads us to propose the paramount importance of the physico-chemical step compared to the physical one. Classical approaches based on energy-absorption coefficients and electron ejections should therefore be revisited.Graphical abstractDownload : Download high-res image (270KB)Download : Download full-size image

Quantification رادیکال‌های هیدروکسیل و الکترون‌های π تولید شده توسط نانوذرات طلا تابیده، نقش حیاتی آب سطحی را نشان می‌دهد.

کاره‌ای مهم (G - مقادیر برای OH و الکترون‌های solvated تولید شده هنگامی که نانوذرات طلا به تابش یونیزه شدن ارسال می‌شوند تعیین می‌شوند. مقادیر انبوه (۴.۵ تا)از هر دو گونه، تعیین شده‌اند. * اشعه‌های گاما به صورت غیر منتظره، رادیکال‌های بیشتری نسبت به اشعه‌های ایکس القا می‌کنند. ما پیشنهاد می‌کنیم که آب سطحی در اطراف نانوذرات نقشی کلیدی در منافع بالقوه production.Abst ractThe نانوذرات طلا ایفا می‌کند (GNP)تا radiotherapy در گستره‌ای از خطوط سلولی و منابع تابش و همچنین در مدل‌های موش و گاهی با نتایج متناقض نشان‌داده شده‌است. مطالعات تجربی بسیاری، گونه‌های آسیب‌رسان، رادیکال هیدروکسیل را تا به حال مورد بررسی قرار داده‌اند، در حالی که مطالعات نظری معمولا بر روی الکترون‌های ثانویه ساطع شده از GNP متمرکز شده‌اند و مقایسه بین این دو رویکرد دشوار است. در اینجا ما بر روی مرحله physico - شیمیایی (یعنی تولید رادیکال)تمرکز می‌کنیم و اولین تعیین تجربی هر دو رادیکال‌های هیدروکسیل و الکترون‌های π به شکل تولید در حضور GNP ها را گزارش می‌کنیم. ما همچنین این محصولات را با اشعه ایکس و γ تحت اتمسفر متفاوت مقایسه می‌کنیم. یافته‌های اصلی ما، تولید انبوه و هم‌ارز دو گونه تحت اشعه ایکس و به طور شگفت آوری اشعه گاما است. برای غلظت به اندازه ۱ نانومتر (۰.۰۲ % وزنی طلا)، هر دو اشعه به ۳ تا ۴ برابر بیشتر از radiolysis آب بدون تولید ناخالص ملی منجر می‌شوند. این در تضاد با پیش‌بینی فیزیکی افزایش دوز است. با پشتیبانی کل مجموعه آزمایش‌ها، نقش کلیدی مولکول‌های آب در فصل مشترک ذرات در تولید رادیکال پدیدار می‌شود. این امر ما را راهنمایی می‌کند که اهمیت بسیار مهم گام physico - شیمیایی در مقایسه با فیزیکی را پیشنهاد کنیم. روش‌های کلاسیک مبتنی بر ضرایب جذب انرژی و ejections الکترونی باید revisited.Grap hical abstractDownload باشد: تصویر high (۲۷۰ کیلوبایت)بارگیری: تصویر با اندازه کامل دانلود کنید.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • ترجمه مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
  • ترجمه مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
  • مقاله Biomaterials
  • ترجمه مقاله Biomaterials
  • مقاله مواد بیولوژیکی
  • ترجمه مقاله مواد بیولوژیکی
  • مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • ترجمه مقاله Electronic, Optical and Magnetic Materials
  • مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • ترجمه مقاله مواد الکترونیک، نوری و مغناطیسی
  • مقاله Colloid and Surface Chemistry
  • ترجمه مقاله Colloid and Surface Chemistry
  • مقاله شیمی کلوئید و سطح
  • ترجمه مقاله شیمی کلوئید و سطح
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.