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利用热敏纳米囊泡实现自组装方酸菁染料在可调阈值温度下的高度协同荧光开关，用于光学传感与成像

DOI：10.1038/s41598-019-54418-1 期刊：Scientific Reports 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 热敏荧光染料可作为分子纳米探针将热信号转化为光信号。这类纳米探针在纳米和微米尺度的光学温度传感与成像中发挥着日益重要的作用。然而荧光染料本身存在灵敏度和准确性的局限。本研究提出一种基于自组装的分子策略来突破这些限制。我们发现由脂质和特殊荧光染料构成的热敏纳米囊泡会在阈值温度呈现荧光开关特性——该开关具有快速可逆、高信背比（>60）的特点，且对阈值温度附近（10-22%/°C）的温度变化高度敏感。更关键的是，诱导荧光开关的阈值温度可根据构成纳米囊泡的脂质双分子层膜的相变温度进行调控。光谱分析表明，这种荧光开关源于荧光染料在协同响应膜热致相变时产生的聚集淬灭与解聚发射效应。该机制为化学与材料设计提供了新思路，有助于开发对热信号具有卓越荧光灵敏度的纳米材料，从而提升纳米和微米尺度的光学温度传感与成像性能。
作者： Keitaro Sou，Li Yan Chan，Satoshi Arai，Chi-Lik Ken Lee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究热敏纳米囊泡中自组装方酸菁染料的荧光开关特性及其在光学传感与成像中的应用。

研究成果

研究表明，通过相变控制脂质与荧光染料的分子自组装，可在临界转变温度下实现荧光开关。该机制为制备对温度具有超高灵敏度的荧光纳米材料提供了策略，适用于光学传感与成像应用。

研究不足

该研究聚焦于阈值温度下的荧光开关特性，但由于滞后效应，其用于绝对温度测量的适用性可能需要进一步研究。

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