Et-trins syntese af effektive røde emissive kulstofprikker til in vivo biobilleddannelse

Carbon dots (CD'er) er en slags nuldimensionalt kulstofholdigt nanomateriale. På grund af deres ultra-lille størrelse (normalt mindre end 10 nm), enkle syntese, lave toksicitet, veldokumenterede biokompatibilitet og enestående luminescerende egenskaber, har CD'er brede anvendelser, især inden for biobilleddannelse og biomedicinske områder. Indtil nu er effektive blå og grønne emissioner med fotoluminescens kvanteudbytte (PLQY) højere end 60% blevet rapporteret i adskillige CD'er-systemer, mens effektive rene røde emissive CD'er stadig er få. Ikke-invasiv in vivo fluorescens (FL) billeddannelse kræver et ideelt arbejdsspektralt vindue i rødt til NIR-område på 650‒1450 nm. Derfor er CD'er med stærke emissioner i rød til NIR-region i vandige opløsninger meget ønskede.

I et nyt papir offentliggjort i Light Science &Application , et team af forskere, ledet af professor Songnan Qu fra Joint Key Laboratory i Undervisningsministeriet, Institute of Applied Physics and Materials Engineering, University of Macau, Taipa, Macau SAR, Kina, og kolleger har udviklet et-trins solvotermisk syntese af røde emissive FA-CD'er fra citronsyre og urinstof i FA uden komplicerede oprensningsprocedurer.

Ved at sammenligne de optiske egenskaber og kemiske strukturer af de solvotermisk syntetiserede prøver i forskellige opløsningsmidler, står det høje indhold af elektrontiltrækkende C=O-grupper og det lave indhold af protondonerende −NH- og −OH-grupper på overfladen af ​​FA-CD'er for deres rene røde emission. Efter komponering med BSA blev høj PLQY op til 21,9% og signifikant forbedret multi-foton rød FL realiseret i FA-CDs@BSA vandige opløsninger. Både FA-CD'er og FA-CDs@BSA udviste meget lav cytotoksicitet og blev renalt udskilt in vivo. Endnu vigtigere, tydeligt in vivo rød FL-tumorbilleddannelse og to-foton rød FL-billeddannelse af museørekar blev realiseret via intravenøs injektion af FA-CDs@BSA vandige opløsninger.

"Så vidt vi ved, er dette første gang, at vi realiserer to-foton FL-billeddannelse hos pattedyr in vivo baseret på CD'er. Vi forventer, at denne undersøgelse kan fremme det rationelle design af billige stærke røde/NIR-emitterende CD'er i vandigt system for deres høje ydeevne biologiske applikationer," sagde forskerne.

Forskere udvikler to-fotonmikroskop med stort synsfelt og høj opløsning