研究目的
通过向β-NaGdF4:Yb,Er纳米粒子中掺杂Lu3+,开发一种具有增强红色上转换发光和CT对比度的简易多模态成像探针,用于早期癌症诊断。
研究成果
Lu3?掺杂增强了β-NaGdF?:Yb,Er纳米粒子的红色上转换发光和CT对比度,使其在肿瘤诊断和癌症治疗等生物医学应用中具有双模态成像的潜力。这种增强效应源于实验技术证实的结构变化。
研究不足
该研究仅限于体外和初步体内模型;临床应用需进一步验证。纳米颗粒尺寸可能导致其在肿瘤中重新分散,随时间推移降低对比度。最佳掺杂浓度针对本系统特有,可能不具普适性。
1:实验设计与方法选择:
采用溶剂热法合成不同Lu3?掺杂浓度的β-NaGdF?:Yb,Er,X%Lu上转换纳米颗粒(UCNPs)。该方法改编自文献以控制晶相和形貌,通过HS-PEG2000-NH?配体交换实现生物相容性。
2:样本选择与数据来源:
制备了Lu3?掺杂水平为0、1、2.5、4、6和7.5 mol%的纳米颗粒,使用HepG-2细胞和裸小鼠进行体外与体内研究。
3:6和5 mol%的纳米颗粒,使用HepG-2细胞和裸小鼠进行体外与体内研究。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:稀土氯化物(YbCl?·6H?O、ErCl?·6H?O、LuCl?·6H?O、GdCl?·6H?O、EuCl?·6H?O)、NaOH、NH?F、甲醇、环己烷、1-十八烯、油酸、HS-PEG2000-NH?、二氯甲烷。设备包括D/Max-3c衍射仪、JEOL JEM-2100透射电镜、Tecnai G2 F20扫描透射电镜、AXIS ULTRA XPS光谱仪、日立F-7000分光光度计、980 nm激光二极管、SPEX 1000M单色仪、DPO4104B示波器、Spectra Max M5微孔板分光光度计、徕卡TCS SP5共聚焦显微镜、微型CT扫描仪。
4:实验流程与操作步骤:
合成过程包括试剂混合、氩气?;ぜ尤取⒊恋砑袄胄?。表面修饰通过二氯甲烷中的配体交换完成。表征手段包含XRD、TEM、XPS、上转换发光光谱及时域衰减测量。细胞毒性采用MTT法评估。体外成像使用染色共聚焦显微镜,体内CT成像通过静脉或肿瘤内注射后间隔扫描。
5:数据分析方法:
XRD数据用于分析晶相与晶格变化,上转换发光光谱分析强度变化,细胞毒性数据通过荧光强度测量分析,CT图像使用Microview软件重建。
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transmission electron microscope
JEOL JEM-2100
JEOL
Obtaining TEM and HRTEM images for morphology and lattice analysis
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Tecnai G2 F20
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Hitachi F-7000
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Confocal luminescence imaging for cellular uptake studies
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D/Max-3c
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Kratos Analytical Ltd
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Changchun New Industries Optoelectronics Tech. Co., Ltd
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HORIBA Jobin Yvon Inc.
Time-resolved luminescence spectroscopy
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