Zephyr: The Nineteenth Issue

This is the nineteenth issue of Zephyr, the University of New England\u27s journal of creative expression. Since 2000, Zephyr has published original drawings, paintings, photography, prose, and verse created by current and former members of the University community. Zephyr\u27s Editorial Board is made up exclusively of matriculating students.https://dune.une.edu/zephyr/1552/thumbnail.jp

Mitochondria Targeted Protein-Ruthenium Photosensitizer for Efficient Photodynamic Applications

Organelle-targeted photosensitization represents a promising approach in photodynamic therapy where the design of the active photosensitizer (PS) is very crucial. In this work, we developed a macromolecular PS with multiple copies of mitochondria-targeting groups and ruthenium complexes that displays highest phototoxicity toward several cancerous cell lines. In particular, enhanced anticancer activity was demonstrated in acute myeloid leukemia cell lines, where significant impairment of proliferation and clonogenicity occurs. Finally, attractive two-photon absorbing properties further underlined the great significance of this PS for mitochondria targeted PDT applications in deep tissue cancer therapy

Intracellular Photophysics of an Osmium Complex bearing an Oligothiophene Extended Ligand

This contribution describes the excited-state properties of an Osmium-complex when taken up into human cells. The complex 1 [Os(bpy)2(IP-4T)](PF6)2 with bpy=2,2′-bipyridine and IP-4T=2-{5′-[3′,4′-diethyl-(2,2′-bithien-5-yl)]-3,4-diethyl-2,2′-bithiophene}imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline) can be discussed as a candidate for photodynamic therapy in the biological red/NIR window. The complex is taken up by MCF7 cells and localizes rather homogeneously within in the cytoplasm. To detail the sub-ns photophysics of 1, comparative transient absorption measurements were carried out in different solvents to derive a model of the photoinduced processes. Key to rationalize the excited-state relaxation is a long-lived 3ILCT state associated with the oligothiophene chain. This model was then tested with the complex internalized into MCF7 cells, since the intracellular environment has long been suspected to take big influence on the excited state properties. In our study of 1 in cells, we were able to show that, though the overall model remained the same, the excited-state dynamics are affected strongly by the intracellular environment. Our study represents the first in depth correlation towards ex-vivo and in vivo ultrafast spectroscopy for a possible photodrug. © 2020 The Authors. Published by Wiley-VCH Gmb

Designing potent PDT drug candidates - development of crucial linking strategies for biomolecule-metal-complex-conjugates

Die Entwicklung von effizienten Therapeutika für die Therapie von Krebs ist ein hochaktuelles, wichtiges Themengebiet. Wissenschaftler aus verschiedenen Bereichen arbeiten dabei zusammen, um geeignete Verbindungen herzustellen und auf ihre Eigenschaften zu untersuchen. Eine spezielle Form der Krebstherapie ist die photodynamische Therapie (PDT), bei welcher der verabreichte Wirkstoff seine Toxizität erst nach Anregung mit Licht entfaltet. Aktuell klinisch eingesetzte PDT-Medikamente weisen dabei Nachteile, wie beispielsweise geringe Wasserlöslichkeit, ineffiziente Populierung des Triplettzustandes (essentiell) und fehlende Selektivität, auf. In unserer Arbeitsgruppe konnte bereits gezeigt werden, dass eine Verbindung aus einem Ruthenium(II)- chromophor und einen cyclischen Peptid das Konzept der gezielten, selektiven PDT bestätigt. Die dabei nötigen Synthesesequenzen sind sehr zeitintensiv. In dieser Dissertation werden verschiedene Funktionalitäten in Ruthenium(II)polypyridin-Komplexe eingeführt, um eine Verknüpfung mit selektivitätsvermittelnden Biomolekülen zu ermöglichen. Die verwendeten Ruthenium(II)-Komplexe können aufgrund ihrer idealen photochemischen und photophysikalischen Eigenschaften als Photosensibilisatoren für PDT-Ansätze herangezogen werden. Besonderer Wert wurde auf simple, effiziente Synthesestrategien gelegt. In dieser Arbeit wird insbesondere die Bereitstellung von Funktionalitäten innerhalb des Konzeptes der Click-Chemie betrachtet, um Verknüpfungsmöglichkeiten, für Komplexe mit Substraten, herauszuarbeiten. Es ist gelungen, die erste stabile, in einer Click-Reaktion umsetzbare Azidfunktionalität, zu generieren. Dass dabei die Click-Reaktion am Chromophorrumpf ablaufen kann, ist von essentieller Bedeutung für die Umsetzung der Chromophore mit empfindlichen Biomolekülen. Anhand dieser Ergebnisse konnte im Folgenden eine Bibliothek an Verbindungen aufgebaut werden, die durch die Einführung verschiedender Funktionalitäten keine Veränderungen in ihren essentiellen Eigenschaften für die Nutzung als PDT-Therapeutikum zeigen. Somit werden für verschiedene biologische Substrate vielseitige Knüpfungsmöglichkeiten angeboten, um Rezeptoren oder andere Aufnahmemechanismen anzusteuern. Über die Möglichkeiten des Konzeptes der Click-Chemie generell wird in einem Übersichtsartikel berichtet. Weiterhin konnte in Kooperationen mit mehreren Gruppen gezeigt werden, dass mehrere Chromophore mittels Amidbindungen an ein funktionalisiertes Protein (HSA) geknüpft werden können. Dieses Ru-HSA-Konjugat besitzt die benötigten Eigenschaften eines PDT-Therapeutikums und zeigt eine herausragende PDT-Wirkung mit beeindruckenden IC50-Werten im nanomolaren Bereich

Mitochondria Targeted Protein-Ruthenium Photosensitizer for Efficient Photodynamic Applications

Organelle-targeted photosensitization represents a promising approach in photodynamic therapy where the design of the active photosensitizer (PS) is very crucial. In this work, we developed a macromolecular PS with multiple copies of mitochondria-targeting groups and ruthenium complexes that displays highest phototoxicity toward several cancerous cell lines. In particular, enhanced anticancer activity was demonstrated in acute myeloid leukemia cell lines, where significant impairment of proliferation and clonogenicity occurs. Finally, attractive two-photon absorbing properties further underlined the great significance of this PS for mitochondria targeted PDT applications in deep tissue cancer therapy

Intracellular Photophysics of an Osmium Complex bearing an Oligothiophene Extended Ligand

This contribution describes the excited-state properties of an Osmium-complex when taken up into human cells. The complex 1 [Os(bpy)2(IP-4T)](PF6)2 with bpy=2,2′-bipyridine and IP-4T=2-{5′-[3′,4′-diethyl-(2,2′-bithien-5-yl)]-3,4-diethyl-2,2′-bithiophene}imidazo[4,5-f][1,10]phenanthroline) can be discussed as a candidate for photodynamic therapy in the biological red/NIR window. The complex is taken up by MCF7 cells and localizes rather homogeneously within in the cytoplasm. To detail the sub-ns photophysics of 1, comparative transient absorption measurements were carried out in different solvents to derive a model of the photoinduced processes. Key to rationalize the excited-state relaxation is a long-lived 3ILCT state associated with the oligothiophene chain. This model was then tested with the complex internalized into MCF7 cells, since the intracellular environment has long been suspected to take big influence on the excited state properties. In our study of 1 in cells, we were able to show that, though the overall model remained the same, the excited-state dynamics are affected strongly by the intracellular environment. Our study represents the first in depth correlation towards ex-vivo and in vivo ultrafast spectroscopy for a possible photodrug. © 2020 The Authors. Published by Wiley-VCH Gmb