磷光二氧化硅纳米探针的制备及其应用

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磷光重金属配合物由于具有高的三线态光量子效率、大的斯托克斯位移很容易区分激发和发射、较长的发射寿命可以使用时间分辨技术与背景荧光信号相区分以提高成像质量、可见光区激发、良好的光化学稳定性以及发射波长易调节等优点,近期在生物成像领域备受关注。然而大多数金属配合物成像剂由于疏水性和毒性很难进入细胞实现生物成像功能,因此,选择合适的纳米载体运载金属配合物成像剂很重要。二氧化硅纳米粒子以其规则的介孔结构,尺寸可控,粒径均匀,分散性好,良好的生物相容性,低毒性,表面也易于进一步功能化,以及光学上的透明性等特性使其在光动力学治疗、生物标记、检测和细胞靶向等生物医学领域都有广阔的应用前景,受到人们越来越广泛的关注。在本论文中,将设计合成的磷光配合物引入到二氧化硅纳米粒子中,制备得到有机/无机杂化磷光二氧化硅纳米粒子(PMSN)。透射电镜、动态光散射等表征数据显示,PMSN有规则的介孔结构,在水中分散性好,粒径均匀,粒径在50nm左右,是很好的纳米载体。细胞实验证明,PMSN具有强的磷光发射,可以快速地穿透细胞膜进入细胞,染色区域主要是细胞质,有很好的染色效果。另外本文以叶酸为靶向剂,设计制备出一种具有癌细胞靶向功能的磷光纳米粒子,细胞实验证明,该磷光纳米粒子具有良好的细胞膜穿透性和细胞质染色性能,而且具有很显著的癌细胞靶向功能。本文制备得到有机/无机杂化核壳结构的磷光二氧化硅纳米探针,该纳米探针包括实心磷光二氧化硅纳米粒子和包覆在其表面的介孔二氧化硅层。透射电镜数据显示,该纳米粒子在水中分散性良好,粒径均匀,尺寸在100nm左右。细胞实验证明,该探针具有很强的磷光发射,可以快速地穿透细胞膜进入细胞,染色部位主要集中在细胞质区域,有很好的染色效果。在核壳结构的磷光二氧化硅纳米粒子壳层吸附上配合物卟啉铂后,发现该探针对氧气有很好的检测效果,实现了在水中快速检测和比率法检测氧气,并且该探针可重复使用。核壳结构的纳米探针能够更好地保护核及负载物不被外环境破坏;核和壳可以同时负载不同的物质(发光材料、药物等),又避免它们之间发生化学变化,可以同时实现纳米粒子在成像、生物探针和生物医学等领域的应用。
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