高穩(wěn)定性高亮度熒光二氧化硅納米粒子的制備與性能研究.pdf

1、近些年來，熒光成像由于在生命系統(tǒng)內(nèi)高的時(shí)間和空間分辨率而被作為一種有力的技術(shù)應(yīng)用于生物學(xué)靶標(biāo)和生命進(jìn)程的監(jiān)控。隨著熒光成像技術(shù)的快速發(fā)展，功能性熒光染料在生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。在眾多熒光染料中，菁染料由于獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)、大的摩爾消光系數(shù)、可調(diào)節(jié)的光譜、與生物分子結(jié)合后熒光增強(qiáng)、合成與提純方法簡單以及生物毒性低等優(yōu)點(diǎn)受到了越來越多科研工作者的青睞，并充分應(yīng)用于各相關(guān)領(lǐng)域中。然而，菁染料也有著傳統(tǒng)有機(jī)染料相似的缺點(diǎn)和不足，例如光

2、穩(wěn)定性較差和熒光量子產(chǎn)率低等問題。近年來，在納米材料技術(shù)問世以后，為了解決熒光染料在生物應(yīng)用中的問題，許多學(xué)者采用了有機(jī)染料與無機(jī)納米材料結(jié)合的方法，制備出易于表面功能化、具有良好生物兼容性、表面光通透的熒光二氧化硅納米顆粒，使該技術(shù)擁有較為廣闊的應(yīng)用前景。
　　本論文設(shè)計(jì)合成了三種具有大斯托克斯位移的七甲川菁染料，并利用反相微乳液法將其用共價(jià)連接的方式包覆在二氧化硅納米顆粒內(nèi)部得到了熒光納米粒子FSNPs-1、FSNPs-2和F

3、SNPs-3。通過控制微乳液體系各組分的用量，找到了二氧化硅納米顆粒的制備規(guī)律，最終成功的得到了粒徑較為均一、分散性良好、聚集程度較低的近紅外熒光二氧化硅納米粒子。
　　透射電鏡成像表明制備的三種熒光納米粒子FSNPs-1、FSNPs-2和FSNPs-3均呈球形、分散性良好，粒徑約40 nm。熱重分析實(shí)驗(yàn)可以得出三種納米粒子FSNPs-1、FSNPs-2和FSNPs-3內(nèi)包含的染料依次為65.1 mg/g，41.5 mg/g和23

4、.8 mg/g。染料在水中的泄露實(shí)驗(yàn)顯示經(jīng)過15天浸泡后，熒光納米粒子FSNPs-1、FSNPs-2和FSNPs-3仍分別保持了98％、93％、95％的熒光強(qiáng)度。巨噬細(xì)胞的生物成像和流式細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明合成的熒光納米粒子都能較好的進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)而FSNPs-3的亮度是自由染料的10倍。此外，巨噬細(xì)胞穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)也證明了FSNPs-3的光穩(wěn)定性相比于自由染料得到了大幅增強(qiáng)。MTT實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞存活率進(jìn)一步表明FSNPs-3在巨噬細(xì)胞內(nèi)有著優(yōu)秀的生物兼容