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Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine
Erschienen in: Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine 1/2024

20.10.2023 | Research Article

Synthesis and evaluation of new magneto-fluorescent carbon dot based on manganese citrate for MRI imaging

verfasst von: Vahid Ali, Hassan Kefayati, Mehdi Shafiee Ardestani, Afshin Pourahmad

Erschienen in: Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine | Ausgabe 1/2024

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Abstract

Objective

Medical imaging techniques have widely revolutionized the diagnosis and treatment of various health conditions. Among these techniques, magnetic resonance imaging (MRI) has stood out as a noninvasive and versatile tool. Now, a breakthrough innovation called “manganese-carbon dots” is poised to enhance MRI imaging and provide physicians with even greater insight into the human body.

Materials and methods

In this study, one-pot hydrothermal method was used to fabricate magneto-fluorescent carbon quantum dots using manganese citrate, urea, and Mn2+. Manganese citrateAQ3 acted as a carbon source and contrast agent. TEM,XPS, FTIR, UV–Vis, fluorescent analysis confirmed the successful synthesis of magneto-fluorescent carbon quantum dots. The MTT assay was used to study its biocompatiblity, Finallay application of itscompound for mri imaging was investigated.

Results

Characterization Techniques confirmed the succesful synthesis of product. MTT assay showed no toxicity of this product on HEK-293 cells. In addition, it exhibited high r1 relaxivity (7.4 mM–1 S−1) suggesting excellent potential of magneto-fluorescent carbon quantum dots as MRI T1 contrast agent and enabling specific imaging.

Conclusion

Based on the results obtained, the synthesized carbon quantum dots could be used as fluorescence/MRI bimodal platform for in vivo imaging.
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Literatur
1.
2.
Lee D-E, Koo H, Sun I-C, Ryu JH, Kim K, Kwon IC (2012) Multifunctional nanoparticles for multimodal imaging and theragnosis. Chem Soc Rev 41:2656–2672CrossRefPubMed
3.
Han L, Xia J-M, Hai X, Shu Y, Chen X-W, Wang J-H (2017) Protein-stabilized gadolinium oxide-gold nanoclusters hybrid for multimodal imaging and drug delivery. ACS Appl Mater Interfaces 9:6941–6949CrossRefPubMed
4.
Sun Y, Zhu X, Peng J, Li F (2013) Core–shell lanthanide upconversion nanophosphors as four-modal probes for tumor angiogenesis imaging. ACS Nano 7:11290–11300CrossRefPubMed
5.
Najdian A, Amanlou M, Beiki D, Bitarafan-Rajabi A, Mirzaei M, Ardestani MS (2022) Amino-modified-silica-coated gadolinium-copper nanoclusters, conjugated to AS1411 aptamer and radiolabeled with technetium-99 m as a novel multimodal imaging agent. Bioorg Chem 125:105827CrossRefPubMed
6.
Kim J, Piao Y, Hyeon T (2009) Multifunctional nanostructured materials for multimodal imaging, and simultaneous imaging and therapy. Chem Soc Rev 38:372–390CrossRefPubMed
7.
Chi C, Du Y, Ye J, Kou D, Qiu J, Wang J, Tian J, Chen X (2014) Intraoperative imaging-guided cancer surgery: from current fluorescence molecular imaging methods to future multi-modality imaging technology. Theranostics 4:1072CrossRefPubMedPubMedCentral
8.
Hauser SB, Kockro RA, Actor B, Sarnthein J, Bernays R-L (2016) Combining 5-aminolevulinic acid fluorescence and intraoperative magnetic resonance imaging in glioblastoma surgery: a histology-based evaluation. Neurosurgery 78:475–483CrossRefPubMed
9.
Tuerhong M, Yang XU, Xue-Bo YIN (2017) Review on carbon dots and their applications. Chinese J Anal Chem 45:139–150CrossRef
10.
11.
Wang J, Qiu J (2016) A review of carbon dots in biological applications. J Mater Sci 51:4728–4738ADSCrossRef
12.
Liu Y, Huang H, Cao W, Mao B, Liu Y, Kang Z (2020) Advances in carbon dots: from the perspective of traditional quantum dots. Mater Chem Front 4:1586–1613CrossRef
13.
Kang Z, Lee S-T (2019) Carbon dots: advances in nanocarbon applications. Nanoscale 11:19214–19224CrossRefPubMed
14.
Wang B, Song H, Qu X, Chang J, Yang B, Lu S (2021) Carbon dots as a new class of nanomedicines: opportunities and challenges. Coord Chem Rev 442:214010CrossRef
15.
Li S, Li L, Tu H, Zhang H, Silvester DS, Banks CE, Zou G, Hou H, Ji X (2021) The development of carbon dots: From the perspective of materials chemistry. Mater Today 51:188–207CrossRef
16.
Ghoreishi SM, Najdian A, Yadegari S, Seyedhamzeh M, Etemadzade M, Mirzaei M, Hadadian S, Alikhani Z, Ardestani MS (2020) The Use of Carbon Quantum Dot as Alternative of Stannous Chloride Application in Radiopharmaceutical Kits. Contrast Media Mol Imag 2020:1–11CrossRef
17.
18.
Liu ML, Bin CB, Li CM, Huang CZ (2019) Carbon dots: synthesis, formation mechanism, fluorescence origin and sensing applications. Green Chem 21:449–471CrossRef
19.
Jia Q, Zhao Z, Liang K, Nan F, Li Y, Wang J, Ge J, Wang P (2020) Recent advances and prospects of carbon dots in cancer nanotheranostics. Mater Chem Front 4:449–471CrossRef
20.
Li Z, Wang L, Li Y, Feng Y, Feng W (2019) Frontiers in carbon dots: design, properties and applications. Mater Chem Front 3:2571–2601CrossRef
21.
Chung YJ, Kim J, Park CB (2020) Photonic carbon dots as an emerging nanoagent for biomedical and healthcare applications. ACS Nano 14:6470–6497CrossRefPubMed
22.
Li X, Fu Y, Zhao S, Xiao J, Lan M, Wang B, Zhang K, Song X, Zeng L (2022) Metal ions-doped carbon dots: Synthesis, properties, and applications. Chem Eng J 430:133101CrossRef
23.
Liu Y, Zhi X, Hou W, Xia F, Zhang J, Li L, Hong Y, Yan H, Peng C, de la Fuentea JM (2018) Gd 3+-Ion-induced carbon-dots self-assembly aggregates loaded with a photosensitizer for enhanced fluorescence/MRI dual imaging and antitumor therapy. Nanoscale 10:19052–19063CrossRefPubMed
24.
Ji D-K, Reina G, Liang H, Zhang D, Guo S, Ballesteros B, Menard-Moyon C, Li J, Bianco A (2021) Gadolinium-incorporated carbon nanodots for T 1-weighted magnetic resonance imaging. ACS Appl Nano Mater 4:1467–1477CrossRef
25.
26.
Tiron A, Stan CS, Luta G, Uritu CM, Vacarean-Trandafir I-C, Stanciu GD, Coroaba A, Tiron CE (2021) Manganese-doped N-hydroxyphthalimide-derived carbon dots—theranostics applications in experimental breast cancer models. Pharmaceutics 13:1982CrossRefPubMedPubMedCentral
27.
Han C, Xu H, Wang R, Wang K, Dai Y, Liu Q, Guo M, Li J, Xu K (2016) Synthesis of a multifunctional manganese(ii)–carbon dots hybrid and its application as an efficient magnetic-fluorescent imaging probe for ovarian cancer cell imaging. J Mater Chem B 4:5798–5802CrossRefPubMed
28.
Mintz KJ, Zhou Y, Leblanc RM (2019) Recent development of carbon quantum dots regarding their optical properties, photoluminescence mechanism, and core structure. Nanoscale 11:4634–4652CrossRefPubMedPubMedCentral
29.
Zhu S, Meng Q, Wang L, Zhang J, Song Y, Jin H, Zhang K, Sun H, Wang H, Yang B (2013) Highly photoluminescent carbon dots for multicolor patterning, sensors, and bioimaging. Angew Chemie Int Ed 52:3953–3957CrossRef
30.
Yue L, Li H, Liu Q, Guo D, Chen J, Sun Q, Xu Y, Wu F (2019) Manganese-doped carbon quantum dots for fluorometric and magnetic resonance (dual mode) bioimaging and biosensing. Microchim Acta 186:1–8ADSCrossRef
31.
Sun S, Zhao L, Wu D, Zhang H, Lian H, Zhao X, Wu A, Zeng L (2021) Manganese-doped carbon dots with redshifted orange emission for enhanced fluorescence and magnetic resonance imaging. ACS Appl Bio Mater 4:1969–1975CrossRefPubMed
32.
Dhenadhayalan N, Lin K-C, Suresh R, Ramamurthy P (2016) Unravelling the multiple emissive states in citric-acid-derived carbon dots. J Phys Chem C 120:1252–1261CrossRef
33.
Chen N, Shao C, Qu Y, Li S, Gu W, Zheng T, Ye L, Yu C (2014) Folic acid-conjugated MnO nanoparticles as a T 1 contrast agent for magnetic resonance imaging of tiny brain gliomas. ACS Appl Mater Interfaces 6:19850–19857CrossRefPubMed
34.
Shin J, Anisur RM, Ko MK, Im GH, Lee JH, Lee IS (2009) Hollow manganese oxide nanoparticles as multifunctional agents for magnetic resonance imaging and drug delivery. Angew Chemie Int Ed 48:321–324CrossRef
35.
Huang J, Xie J, Chen K, Bu L, Lee S, Cheng Z, Li X, Chen X (2010) HSA coated MnO nanoparticles with prominent MRI contrast for tumor imaging. Chem Commun 46:6684–6686CrossRef
Metadaten
Titel
Synthesis and evaluation of new magneto-fluorescent carbon dot based on manganese citrate for MRI imaging
verfasst von
Vahid Ali
Hassan Kefayati
Mehdi Shafiee Ardestani
Afshin Pourahmad
Publikationsdatum
20.10.2023
Verlag
Springer International Publishing
Erschienen in
Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 0968-5243
Elektronische ISSN: 1352-8661
DOI
https://doi.org/10.1007/s10334-023-01117-8

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