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高效发光共振能量转移上转换纳米探针构建及其在肿瘤成像与治疗中的应用

张晓波  张玥  何玉玲  李玉姨  张越  刘颖  鞠熀先  
【摘要】:稀土离子掺杂的上转换发光纳米材料具有多光子吸收能力,因此可在近红外光激发下实现紫外/可见区的多重发光,并具有较低的背景荧光、较高的光稳定性与组织穿透深度,是合适的肿瘤成像探针与治疗载体材料。~([1])然而其低能量吸收截面积与内部激活剂的非均匀分布极大降低了发光共振能量转移效率,从而使其在蛋白类大分子成像及其介导的肿瘤治疗中的应用受到局限。针对这一问题,我们一方面通过上转换纳米材料结构优化增强发光,通过缩短发光层到纳米材料表面距离与表面吸光染料分子修饰,构建了"聚能环"结构的上转换纳米材料,将发光强度提高3个数量级。~([2])另一方面利用表面修饰提高能量转移效率,在上转换纳米材料表面修饰"中继站"染料分子,利用其汇聚上转换纳米材料内部分散的激活剂发光,通过连续两步短距离高效发光共振能量转移过程提高了长程共振能量转移效率,实现了活细胞中酶等生物大分子的高灵敏检测。同时,我们进一步提高发光利用率,设计了光响应高分子紧贴上转换纳米材料包裹的上转换纳米胶囊与DNA纳米结构修饰的上转换纳米泵,实现了高效近红外光响应的高分子降解与基因递运。~([3])

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