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 in großem Umfang in den Bereichen Biosensorik, Biobildgebung, 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 basiert jedoch hauptsächlich auf der thermischen Reduktionsmethode, die kompliziert und arbeitsintensiv ist und ihre Anwendungsmöglichkeiten stark einschränkt.
Die chinesischen 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 beschichtet sind. 5-Thiol (L-AuNP@HTT).
Ergebnisse der Studie wurden kürzlich veröffentlicht veröffentlicht im Tagebuch 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 %), extrem lange Lumineszenzlebensdauer (~ 1 μs), symmetrische PL-Kurvenprofile usw unter anderem schmale Halbwertsbreite (FWHM, ≤ 49 nm).
Sie zeigten auch außergewöhnlich große Zwei-Photonen-Absorptionsquerschnitte (σ) von bis zu 8,0 × 104 GM (1 GM = 10-50 cm4 s Photon-1). Nach einer weiteren Polymerverkapselungsbehandlung (d. h. p-AuNPs) kann der TPA-Querschnitt pro Partikel weiter auf 1,1 × 108 GM erhöht werden, was viel höher ist als der von herkömmlichen Fluoreszenzfarbstoffen wie Rhodamin und FITC (im Allgemeinen 2 GM).
Es wurde auch festgestellt, dass diese vorbereiteten p-AuNPs eine ausgezeichnete Photostabilität und ein effizientes mitochondriales Targeting aufweisen. Den Wissenschaftlern gelang auf der Grundlage der p-AuNPs eine qualitativ hochwertige, auf Mitochondrien ausgerichtete Zwei-Photonen-angeregte-Lumineszenz-Bildgebung (TPEL), eine zeitgesteuerte verzögerte Bildgebung tiefer Gewebe und eine In-vivo-Computertomographie-Bildgebung (CT).
Die Studie wurde gemeinsam vom Team von Professor Jiang Yuqiang in Zusammenarbeit mit der Universität Peking, 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 University of China durchgeführt.
Es ebnet den Weg für die einfache Synthese hochleistungsfähiger lumineszierender Goldnanopartikel für ein breites Spektrum von Bio-Imaging-Anwendungen.
Weitere Informationen:
Lulu Yang et al., Hochlumineszierende Goldnanopartikel, hergestellt über eine einfache photochemische Methode für Bioimaging-Anwendungen, Fortschrittliche Verbundwerkstoffe und Hybridmaterialien (2024). DOI: 10.1007/s42114-024-00964-w