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)用于生物學靶標和生命進程的監(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、合成與提純方法簡單以及生物毒性低等優(yōu)點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)有機染料相似的缺點和不足，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，許多學者采用了有機染料與無機納米材料結(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。熱重分析實驗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驗顯示經(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％的熒光強度。巨噬細胞的生物成像和流式細胞實驗表明合成的熒光納米粒子都能較好的進入細胞內(nèi)而FSNPs-3的亮度是自由染料的10倍。此外，巨噬細胞穩(wěn)定性實驗也證明了FSNPs-3的光穩(wěn)定性相比于自由染料得到了大幅增強。MTT實驗的細胞存活率進一步表明FSNPs-3在巨噬細胞內(nèi)有著優(yōu)秀的生物兼容