一种新型安全近红外发光纳米粒的制备及成像实验

作者：许馨之; 张悦; 金颖; 金春香^*

来源：中国组织工程研究, 2022, 26(22): 3450-3454.

• 材料
• 纳米粒
• 二氧化硅
• 示踪剂
• 近红外材料
• 安全性
• 生物成像
• 安全降解

背景:近红外发光碳点具备有蓝绿发光碳点不具备的组织穿透性,是理想的成像剂,但是由于其在体内易降解而无法到达靶点组织,实验将其与纳米粒相结合,使其能通过循环系统到达相应靶点,达到实时成像的目的。目的:制备具有成像能力且安全性高的近红外成像载碳点介孔有机-无机杂化二氧化硅纳米粒(mesoporous organosilica nanocapsules-carbon nanodots,MON-CDs)。方法:利用胶束/前体共模板组装策略,以原硅酸四乙酯和双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物为原材料、十六烷基三甲基氯化铵为模板剂、三乙醇胺为碱性催化剂成功制备了有机-无机杂化介孔二氧化硅纳米粒子,并将碳点加入到整个体系中制备MON-CDs。利用透射电镜与荧光光谱仪检测纳米粒的结构、形貌及其加载的荧光强度;利用光声成像仪、扫描激光共聚焦显微镜验证其体外成像能力,并在小鼠乳腺癌模型体内证明其体内光声成像能力;利用CCK-8实验检测不同质量浓度MON-CDs溶液的生物安全性。结果与结论:(1)透射电镜显示,MON-CDs的粒径为(50.0±4.6) nm,呈球形,大小均一且具备良好的分散性,孔道清晰可见,碳点参杂其中;荧光检测显示碳点与介孔有机-无机杂化二氧化硅纳米粒子成功连接;(2)CCK-8检测显示,当MON-CDs溶液的质量浓度在200 mg/L以内时无明显的细胞毒性;(3)扫描激光共聚焦显微镜显示,当MON-CDs与MCF-7细胞共孵育1 h时,纳米粒已出现了细胞摄取,并且大部分集中于细胞膜附近;共孵育2 h时,纳米粒累积进入细胞内的量增加,纳米粒主要分布于细胞质中,并且大部分细胞内部均出现了纳米粒的摄入;(4)光声成像检测显示,随着MON-CDs溶液质量浓度的增加,体外光声信号强度增强;经尾静脉注射MON-CDs溶液6 h后,在乳腺癌小鼠肿瘤组织处观察到了明显的光声信号;(5)结果表明,MON-CDs具有很好的生物安全性且拥有近红外发光,在光声成像仪及激光共聚焦下展现了良好的成像能力。

• 单位
  吉林大学中日联谊医院; 吉林大学第一医院