新型納米探針預測動脈粥樣硬化斑塊穩定性 0

【論文摘要】

Lead halide perovskite nanocrystals (NCs) with bright luminescence and broad spectral tunability are good candidates as smart probes for bioimaging, but suffer from hydrolysis even when exposed to atmosphere moisture. In this paper, a strategy is demonstrated by embedding CsPbX3(X = Cl, Br, I) NCs into microhemispheres (MHSs) of polystyrene matrix to prepare 「water-resistant」 NCs@MHSs hybrids as multicolor multiplexed optical coding agents. First, a facile room-temperature solution self-assembly approach to highly luminescent colloidal CsPbX3NCs is developed by injecting a stock solution of CsX?PbX2in N,N-dimethylformamide into dichloromethane. Polyvinyl pyrrolidone (PVP) is chosen as the capping ligand, which is physically adsorbed and wrapped on the surface of perovskite NCs to form a protective layer. The PVP protective layer not only leads to composition-tunable CsPbX3NCs with high quantum yields and narrow emission linewidths of 12–34 nm but also acts as an interfacial layer, making perovskite NCs compatible with polystyrene polymers and facilitating the next step to embed CsPbX3NCs into polymer MHSs. CsPbX3NCs@MHSs are demonstrated as multicolor luminescence probes in live cells with high stability and nontoxicity. Using ten intensity levels and seven-color NCs@MHSs that show non-overlapping spectra, it will be possible to individually tag about ten million cells.

編輯 紫蘇

動脈粥樣硬化不穩定性斑塊破裂以及隨後的血栓事件形成是造成多數急性心血管事件的主要原因之一，巨噬細胞在動脈粥樣硬化的發生髮展中發揮著重要作用，是預測動脈硬化斑塊穩定性的重要標誌。

在過去的幾十年中，利用納米顆粒與斑塊處巨噬細胞特異性結合的特點，分子成像劑成為該領域研究熱點。現有的熒光探針存在的缺陷有：較寬的發射光譜以及不理想的激發波段使得光譜解析度低，多種發光探針很難同時使用。核殼結構的量子點被報道具有高量子產量和較窄的熒光發光，然而其合成工藝複雜，不易製備，難以在活體細胞中廣泛應用。因此，發展新的光譜可調諧的窄光譜的發光探針對於細胞生物學研究和應用意義重大。

中國科學院化學研究所分子動態穩態國家重點實驗室的付紅兵課題組和北京大學基礎醫學院心血管研究所鄭樂民課題組共同合作，開展了一系列新型發光探針的研究工作。

近期，該團隊將製備的鈣鈦礦納米晶體嵌入到防水聚合物中製備了納米晶體/聚合物的半球狀雜化結構，首次實現了高量子發光鈣鈦礦納米材料在生物體系中的應用。研究者首次選取了聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作為表面配體，在室溫製備高量子效率、高發光純度的鈣鈦礦納米晶體。實驗證明以PVP作為納米晶體的保護層，對納米晶體的生長起到了很好的調控作用，同時作為介質層，將納米晶體很好的富集到了聚合物（聚苯乙烯，PS）半球結構中。聚合物PS的保護大大提高了鈣鈦礦的水穩定性，使其可以作為多色探針應用到生物標記中。

該研究利用了高量子發光鈣鈦礦納米材料良好的吸光能力、高量子產率、可調的較窄的發光光譜等優良特性。其發光光譜可以覆蓋整個可見光區域，為分子影像預測動脈粥樣硬化斑塊的穩定性提供了理想的發光探針。該工作在室溫合成鈣鈦礦晶體，鈣鈦礦防水應用的研究提供了新的思路。更為重要的是開創性的將鈣鈦礦材料應用到生物研究領域，對於鈣鈦礦材料的進一步交叉應用有很好的指導意義。

相關論文在線發表在Advanced Functional Materials上，中國科學院化學研究所博士生張海華與北京大學醫學部博士生王旭為共同第一作者，首都師範大學付紅兵教授與北京大學醫學部鄭樂民教授為共同通訊作者。

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