Индоцианин зеленый (ICG), находясь в растворе, способен образовывать стабильные структуры наночастиц или коллоидный раствор, изменяя при этом свои спектроскопические свойства. В работе различными методами, основанными на светорассеянии, были исследованы степень агрегации и средний размер наночастиц в зависимости от концентрации коллоидного раствора наночастиц индоцианина зеленого (ICG NPs) в форме J-агрегатов. Размер наночастиц представляет собой важный параметр с точки зрения клинического применения, так как техника внутривенного введения препаратов, с целью избежания тромбозов микрососудов и эмболии, предусматривает лекарственные формы с включениями, в виде отдельных молекул или их кластеров, не превышающими в диаметре 500 нм. С другой стороны, наночастицы размером менее 30 нм длительно циркулируют в организме и могут проникать в клетки здоровой ткани. В ходе исследований, было установлено, что увеличение концентрации ICG NPs в растворе ведет к увеличению среднего размера спонтанно формируемых J-агрегатов, что в свою очередь ведет к уменьшению коэффициента поглощения в агрегатах. Предположительно, нелинейная зависимость поглощения J-агрегата от его размера, может быть объяснен формированием центров поглощения на поверхности J-агрегата в виде подвижных поверхностных молекул. Был определен пороговый диапазон концентрации молекул ICG, при котором происходит переход от агрегации с увеличением размера с медленным прибавлением молекул J-агрегата ICG в высоту, но с быстрым прибавлением в ширину.
Indocyanine green (ICG), when in free form in a liquid, can form stable nanoparticle structures or colloidal solution, while changing its spectroscopic properties. In the work, the aggregation degree and the average size of nanoparticles depending on the concentration of a colloidal solution of indocyanine green (ICG NPs) in the form of J-aggregates were investigated by various methods based on light scattering. The size of nanoparticles is an important parameter from the point of view of clinical application, because the technique of intravenous administration of drugs, in order to avoid microvascular thrombosis and embolism, provides dosage forms with inclusions of individual molecules or their clusters, not exceeding 500 nm diameter. In turn, small nanoparticles less than 30 nm lead to prolonged circulation of the drug in the body with an increased possibility of permeation into cells of healthy tissue. In the course of studies, it was found that an increase in the concentration of ICG NPs in the solution leads to an increase in the average size of spontaneously formed J-aggregates, which, in turn, leads to a decrease in the absorption coefficient in the aggregates. Presumably, this phenomenon, i.e. the established nonlinear dependence of the J-aggregate absorption on its size, can be explained by the formation of absorption centers on the J-aggregate surface in the form of mobile surface molecules. The threshold range of ICG molecule concentration was determined, at which there is a transition from aggregation with an increase in size with a slow addition of ICG J-aggregate molecules in height to a rapid addition in width.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.