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用于荧光生物传感和活体生物成像的C点功能表面工程

2021年01月20日  阅读次数:

原文链接:https://doi.org/10.1021/ar400023s
        纳米颗粒在成像、化学传感器和生物传感器、诊断、药物输送、催化、能源、光子学、医学等领域具有广阔的应用前景。纳米颗粒的表面功能化为控制纳米颗粒的界面性质提供了一个新的维度,为纳米颗粒与生物系统的连接提供了一个有效的桥梁。碳点(C-dots)作为一种新型的量子点,由于其独特的光致发光特性,正成为一类重要的成像探针和工程化多功能纳米传感器的平台。为了将C-dots从概念验证研究转向活体生物成像和生物传感等实际应用,C-dot探针的精心设计和工程设计变得越来越重要。
          对具有各种性质的C点表面如何表现的全面了解对于工程化C点具有有用的成像性质(如高量子产率、稳定性和低毒性)以及理想的生物传感性质(如高选择性、灵敏度和准确性)是必不可少的。近年来,对碳点的制备方法和性质进行了综述,并介绍了其在生物传感器、催化、光伏电池等方面的应用。然而,还没有人系统地总结C点的表面工程,也没有人将C点作为荧光纳米传感器或探针用于细胞、组织和生物体的活体成像。
         本文中讨论了主要的设计原则和标准工程的表面功能的C点生物应用。这些标准包括亮度、长期稳定性和良好的生物相容性。本文综述了近年来设计具有多种功能的碳点表面作为纳米传感器或荧光探针的研究进展,并着重介绍了其在活体细胞、组织和动物的生物成像和生物传感中的应用。此外,我们还重点介绍了用于细胞内Cu2+检测的C点比例生物传感器和用于活细胞和组织pH测量的双光子荧光探针的设计和合成。
        最后,我们概述了C-dots功能表面工程的未来发展方向,用于多种体内成像应用,包括具有联合靶向、成像和治疗传递能力的dots,或高分辨率复合血管成像。随着C-dots的每一次应用,它将为多重定量检测、高分辨率荧光成像以及对其靶点的长期、实时监测开辟新的视野。


这一研究成果近期发表在ACS旗下期刊Accounts Of Chemical Research,文章的第一作者是丁昌琴,通讯作者为华东师范大学田阳教授。