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Carbon dots: A novel trend in pharmaceutical applications - 24/06/21

Carbon dots : une nouvelle tendance dans les applications pharmaceutiques

Doi : 10.1016/j.pharma.2020.12.002 
S. Dugam a, S. Nangare b, P. Patil b, N. Jadhav a,
a Department of Pharmaceutics, Bharati-Vidyapeeth College of Pharmacy, 416013 Kolhapur, Maharashtra state, India 
b Department of Pharmaceutical Chemistry, H. R. Patel Institute of Pharmaceutical Education and Research, 425405 Shirpur, Maharashtra state, India 

*Corresponding author.

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Pharmaceutical applications of CDs.

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Highlights

Presents basic concepts, advantages, synthesis approach of CDs.
Numerous CDs based pharmaceutical applications of were reviewed.
CDs were used in gene therapy and nanomedicine.
CDs were used in bioimaging and biosensing.

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Summary

Carbon quantum dots (CQDs, C-dots, or CDs), are generally small carbon nanoparticles having a size less than 10nm. Carbon dots (CDs) were accidentally discovered during the purification of single-walled carbon nanotubes through preparative electrophoresis in 2004. Carbon is an organic material having poor water solubility that emits less fluorescence. However, CDs have good aqueous solubility and excellent fluorescent property, hence more attention has been given to the synthesis of CDs and their applications in chemistry and allied sciences. CDs being easily accessible for in-house synthesis, simpler fabrication as per compendial requirements are wisely accepted. In addition, since CDs are biocompatible, of low toxicity, and of biodegradable nature, they appear as a promising tool for the health care sector. Furthermore, owing to their capabilities of expressing significant interaction with biological materials, and their excellent photoluminescence (PL), CDs have been emerging as novel pioneered nanoparticles useful for pharmaceutical and theranostic applications. Also, CDs are more eco-friendly in synthesis and therefore can be favorably consumed as alternatives in the further development of biological, environmental, and food areas. A massive study has been performed dealing with different approaches which are adopted for CDs synthesis and their applications as, filters for the separation of pollutants from polluted water, food safety, toxicological studies, and optical properties, etc. While still less emphasis is given on the applications of CDs in pharmaceuticals like for sustained and targeted drug delivery systems, theranostic study, etc. Hence, in the present review, we are exploring CQDs as a boon to pharmaceutical concerns.

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Résumé

Les points quantiques de carbone (CQD, points C ou CD) sont généralement de petites nanoparticules de carbone d’une taille inférieure à 10nm. Des points de carbone (CD) ont été découverts accidentellement lors de la purification de nanotubes de carbone à paroi unique par électrophorèse préparative en 2004. Le carbone est un matériau organique ayant une faible solubilité dans l’eau qui émet moins de fluorescence. Cependant, les CD ont une bonne solubilité aqueuse et une excellente propriété fluorescente, c’est pourquoi une plus grande attention a été accordée à la synthèse des CD et à leurs applications en chimie et en sciences connexes. La simplicité de synthèse des CDs permet de satisfaire plus facilement aux exigences compendiales. De plus, leur nature biocompatible, peu toxique et leur caractère biodégradable conduit à les considérer comme un outil prometteur dans le secteur des soins de santé. En outre, en raison de ses capacités à exprimer une interaction significative avec des matériaux biologiques, et de leur excellente propriété de photoluminescence (PL), les CDs ont émergé en tant que nouvelles nanoparticules pionnières utiles pour les applications pharmaceutiques et théranostiques. En outre, les CDs sont plus respectueux de l’environnement en synthèse et peuvent donc être favorablement considérées comme alternatives dans le développement ultérieur des domaines biologique, environnemental et alimentaire. De nombreux travaux ont été réalisés concernant la synthèse des CDs et leurs applications comme les filtres pour la dépollution de l’eau, la sécurité alimentaire, les études toxicologiques, les propriétés optiques, etc. Les applications des CDs dans le domaine pharmaceutique sont moins connues. Dans cette revue sont présentées quelques applications récentes des CDs dans ce domaine permettant de souligner tout l’intérêt de ces nanoparticules en thérapeutique et diagnostic.

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Keywords : Carbon dots, Pharmaceutical applications, Bioimaging, Sustained drug delivery, Targeted drug delivery

Mots clés : Carbon dots, Bio-imagerie, Délivrance prolongée de médicaments, Administration ciblée de medicaments


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Vol 79 - N° 4

P. 335-345 - juillet 2021 Retour au numéro
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  • Modifications pharmacocinétiques et optimisation pharmacocinétique/pharmacodynamique des bêta-lactamines en réanimation
  • E. Matusik, F. Lambiotte, A. Tone, J. Lemtir

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