Iron-doped Red Carbon Dot and Rolling Circle Amplification-mediated DNA Nano-assemblies for Targeted Drug Delivery

doi:10.7503/cjcu20260027

Abstract

Abstract:

A rolling circle amplification（RCA）-based assembly technique was proposed， which utilized the long single-stranded DNA produced by RCA as a scaffold. This scaffold was assembled with functional short strands into multivalent aptamers and subsequently combined with iron-doped red carbon dots（Fe-CDs） to construct a multivalent aptamer-based nanoplatform， termed assembly-Fe-CDs-doxorubicin（AFD）， for precision combination cancer therapy. In the AFD nanoplatform， the MUC1 aptamer exerted efficient targeting capabilities， precisely acting on cancer cells while minimizing collateral damage to normal cells. The Fe-CDs possessed peroxidase-like activity， which catalyzed the decomposition of hydrogen peroxide（H₂O₂） into hydroxyl radicals（·OH）， thereby achieving chemodynamic therapy（CDT）. Furthermore， the abundant CG base pairs within the AFD structure enabled the high-efficiency loading of doxorubicin （DOX）. Upon entering cancer cells via highly efficient targeting， the multivalent aptamers released the encapsulated Fe-CDs and DOX， facilitating the effective eradication of cancer cells. In summary， this multivalent aptamer nanoplatform based on DNA and Fe-CDs provided a promising and highly selective approach for enhancing the efficacy of cancer treatment.

Key words: Rolling circle amplification, Carbon dot, Polyvalent aptamer, Drug delivery, Cancer therapy

CLC Number:

O648

TrendMD:

NING Gan, ZHUANG Jingyun, ZHANG Ruyan, DING Kexin, ZHOU Ting, WANG Xiufeng, WANG Fang, ZHANG Zhiqing. Iron-doped Red Carbon Dot and Rolling Circle Amplification-mediated DNA Nano-assemblies for Targeted Drug Delivery[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(9): 20260027.

Figures/Tables 9

References 32

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DNA	Sequence（5'→3'）
Circular template	TGTCTTCGCCTTCTTGTTTCCTTTCCTTGAAACTTCTTCCTTTCTTTCTTTCGACTAAGCACC
Circular primer	GGCGAAGACAGGTGCTTAGTC
63base	GGTGCTTAGTCGAAAGAAAGAAAGGAAGAAGTTTCAAGGAAAGGAAACAAGAAGGCGAAGACA
A1	PO₄⁃TCTTTCTTTCGACTAAGCACC
A2	TTGCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTTTCCTTGAAACTTCTTCCTT
A3	TGTCTTCGCCTTCTTGTTTCC

DNA	Sequence（5'→3'）
Circular template	TGTCTTCGCCTTCTTGTTTCCTTTCCTTGAAACTTCTTCCTTTCTTTCTTTCGACTAAGCACC
Circular primer	GGCGAAGACAGGTGCTTAGTC
63base	GGTGCTTAGTCGAAAGAAAGAAAGGAAGAAGTTTCAAGGAAAGGAAACAAGAAGGCGAAGACA
A1	PO₄⁃TCTTTCTTTCGACTAAGCACC
A2	TTGCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTTTCCTTGAAACTTCTTCCTT
A3	TGTCTTCGCCTTCTTGTTTCC