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通过高效液相色谱法揭示超小荧光核壳二氧化硅纳米颗粒表面化学异质性的控制

DOI：10.1021/acs.jpcc.9b06905 期刊：The Journal of Physical Chemistry C 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 超小（直径小于10纳米）荧光核壳二氧化硅纳米粒子因其高亮度和有利的生物分布特性，在生物成像和纳米医学等应用中近年来备受关注。本文通过深入研究，揭示了调控全共价荧光染料包封于聚乙二醇包覆核壳二氧化硅纳米粒子（称为康奈尔原点C′点）二氧化硅核心的物理参数。我们结合高效液相色谱（HPLC）、凝胶渗透色谱和荧光相关光谱，监测合成C′点时氨浓度对带正负电荷的近红外染料Cy5和Cy5.5的影响。HPLC尤其能区分二氧化硅粒子核心中染料完全包封与部分包封的情况——后者会导致疏水表面斑块形式的化学异质性，进而调节铁死亡细胞实验中的生物响应。结果表明：溶胶-凝胶合成过程中最初形成的染料-染料及染料-二氧化硅团簇相互作用，对实现最佳染料包封存在复杂调控关系。我们预期这种表面化学异质性降低的纳米粒子，将在生物医学领域展现广泛应用前景。
作者： Thomas C. Gardinier，Naedum DomNwachukwu，Ulrich B. Wiesner，Melik Z. Turker，Fem Woodruff，William P. Katt，Richard A. Cerione，Joshua A. Hinckley，Jonathan Wang，Jessica Hersh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究控制全共价荧光染料在聚乙二醇包覆的核壳结构二氧化硅纳米粒子二氧化硅核内封装的物理参数，以及理解表面化学异质性如何调节生物响应。

研究成果

研究表明，荧光染料在二氧化硅纳米颗粒中的封装过程受染料-染料及染料-二氧化硅团簇间复杂相互作用的调控。通过优化合成条件可最小化表面化学异质性，使纳米颗粒更适用于生物应用领域。该发现对生物成像与纳米医学用纳米颗粒的设计具有重要启示意义。

研究不足

本研究仅限于所使用的特定染料（Cy5和Cy5.5）及合成条件（氨浓度）。研究结果可能无法直接适用于其他染料体系或合成方法。

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