【摘 要】
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目前,具有颜色和多态荧光变化的光开关体系是实现高密度信息存储与多层光学加密的关键,其应用潜力已经远远超出了单色荧光开关系统。由于纳米粒子具有高的水分散性和大的比表面,疏水核心或表面可装载或连接荧光染料等特定功能分子,因此荧光强度要比单个分子高得多,从而提供更明亮和更可靠的荧光信号。基于此,本课题基于不同原理构建出两种不同的多色光开关荧光系统,系统地研究了它们的光开关性能,并将其应用于靶向癌细胞成像
【基金项目】
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国家自然科学基金委员会（项目编号51773056）； 国家自然科学基金委员会（项目编号21705040）； 国家自然科学基金委员会（项目编号51873058）； 中国湖南省自然科学基金（编号 2020JJ3021）； 湖南省教育厅科研基金（项目编号
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目前,具有颜色和多态荧光变化的光开关体系是实现高密度信息存储与多层光学加密的关键,其应用潜力已经远远超出了单色荧光开关系统。由于纳米粒子具有高的水分散性和大的比表面,疏水核心或表面可装载或连接荧光染料等特定功能分子,因此荧光强度要比单个分子高得多,从而提供更明亮和更可靠的荧光信号。基于此,本课题基于不同原理构建出两种不同的多色光开关荧光系统,系统地研究了它们的光开关性能,并将其应用于靶向癌细胞成像,信息加密,存储等领域。具体研究内容如下:（一）将具有光开关荧光性质的二芳基乙烯3,3’-（全氟环戊-1-烯-1,2-二基）双（2-乙基苯并[b]噻吩-1,1-二氧化物）（DBTEO）和具有较大斯托克斯位移的红色荧光染料5,10,15,20-四苯基卟啉（TPP）通过一步细乳液聚合方法结合到PMMA纳米颗粒中,制备了一种具有信号零串扰的光开关双色荧光的聚合物纳米粒子（ZDPNs）。通过合理的比例设计,该纳米粒子显示出高对比度和零串扰光开关双色荧光特性。展示了它们在信息加密和防伪,可擦除荧光图案以及在靶向性癌细胞中的光开关双色荧光成像等领域的应用潜力,有望在信息安全,数据存储和超分辨率生物成像中发挥重要作用。（二）基于FRET原理,通过细乳液聚合的方法将两个具有光开关荧光特性的分子2-（甲基丙烯酰氧基）乙基3-（3,3,4,4,5,5-六氟-2-（2-甲基-1,1-二氧化苯并[b]噻吩-3-基）环戊-1-en-1-基）-2-甲基苯并[b]噻吩-6-羧酸盐1,1-二氧化物（BH）和2-（3’,3’-二甲基-6-硝基螺[色烯-2,2’-二氢吲哚]-1’-基）乙基甲基丙烯酸酯（SPMA）引入到聚合物纳米粒子。经过不同的紫外光和可见光交替照射下,纳米粒子的荧光表现出在绿色、红色和猝灭之间的可逆切换。BH使用254 nm的紫外光和460 nm可见光交替照射,纳米粒子在绿色荧光和荧光猝灭之间可逆切换;SPMA在365 nm的紫外光和525 nm可见光交替照射下,纳米粒子在红色荧光和荧光猝灭之间可逆切换。同时由于FRET的存在,SPMA也可以对BH的荧光行为进行光学调控,这种多波长调控的纳米粒子实现了在溶液和薄膜中多层次荧光的可逆调控。另外,该光开关荧光聚合物纳米粒子体系也成功地应用于信息多层次加密以及显示等领域。
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