Photochemische Methode verstärkt die Lumineszenz von Gold-Nanosonden für die Biobildgebung

Chinesische Wissenschaftler haben kürzlich einen einfachen photochemischen Weg zur Herstellung von Goldnanopartikeln mit hervorragenden Lumineszenzeigenschaften entwickelt.

Goldnanopartikel (AuNPs) sind Edelmetall-Nanomaterialien mit einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften, einfacher funktioneller Modifikation und hervorragender Biokompatibilität. Sie werden häufig in den Bereichen Biosensorik, Bioimaging, Krankheitsdiagnose und Krebsbehandlung eingesetzt.

Lumineszierende Goldnanopartikel (L-AuNPs) mit einer Größe von mehr als 2 nm weisen eine hervorragende Leistung auf und sind für die biomedizinische Bildgebung von großem Wert. Ihre Synthese beruht jedoch hauptsächlich auf der thermischen Reduktionsmethode, die komplex und arbeitsintensiv ist und ihre Anwendungen stark einschränkt.

Chinesische Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Jiang Yuqiang vom Institut für Genetik und Entwicklungsbiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften stellten eine einfache photochemische Methode zur Synthese hochlumineszierender AuNPs vor, die mit 2-n-Hexylthio-1,3,4-thiadiazol-5 beschichtet sind -Thiol (L-AuNP@HTT).

Die Studienergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Fortschrittliche Verbundwerkstoffe und Hybridmaterialienmit dem Titel „Hochlumineszierende Goldnanopartikel, hergestellt durch eine einfache photochemische Methode für Bioimaging-Anwendungen.“

Diese hergestellten L-AuNP@HTT mit einem Durchmesser von 3,19 nm zeigten hervorragende Photolumineszenz (PL)-Eigenschaften: hohe Quantenausbeute (φ, 12,9 %), ultralange Lumineszenzlebensdauer (~1 μs), symmetrische und schmale PL-Kurvenprofile unter anderem Halbwertsbreite (FWHM, ≤49 nm).

Sie zeigten auch außergewöhnlich große Zwei-Photonen-Absorptionsquerschnitte (σ) von bis zu 8,0 × 10⁴ MJ (1 MJ = 10^-50 cm⁴ Photon^-1). Nach einer weiteren Einkapselungsbehandlung des Polymers (d. h. p-AuNP) kann der TPA-Querschnitt pro Partikel weiter auf 1,1 × 10 erhöht werden.⁸ GM, das dem herkömmlicher Fluoreszenzfarbstoffe wie Rhodamin und FITC weit überlegen ist (normalerweise <10).² GM).

Es wurde auch festgestellt, dass diese vorbereiteten p-AuNPs eine ausgezeichnete Photostabilität und ein effizientes mitochondriales Targeting aufweisen. Die Wissenschaftler erreichten hochwertige, auf Mitochondrien ausgerichtete Zwei-Photonen-angeregte-Lumineszenz-Bildgebung (TPEL), zeitverzögerte Bildgebung tiefer Gewebe und In-vivo-Computertomographie-Bildgebung (CT) auf Basis von p-AuNPs.

Die Studie wurde gemeinsam vom Team von Professor Jiang Yuqiang in Zusammenarbeit mit der Peking-Universität, dem First Affiliated Hospital der Naval Medical University (Shanghai Changhai Hospital), dem Institut für Akupunktur und Moxibustion, der Chinesischen Akademie für Traditionelle Chinesische Medizin und der Renmin-Universität durchgeführt von China.

Es ebnet den Weg für die einfache Synthese leistungsstarker lumineszierender Goldnanopartikel für ein breites Spektrum von Bioimaging-Anwendungen.