코어-쉘 란타넘족 실수로 업 나노 세포 응용 프로그램의 합성

최근 몇 년 동안, 란타넘족 실수로 업 나노 (UCNs) 널리 사용 된 기존의 유기 염료와는 주로 그들의 뛰어난 화학 및 광학 속성에 따라, 생명 의학 어플리케이션에 양자 점 하는 대신 좋은 생체 적합성, photobleaching, 및 좁은 대역폭 방출^1,2,3에 높은 저항을 포함 하 여. 더 중요 한 것은, 그들은 우수한 조직 침투 깊이 vivo에서 UV, 표시에서 방출의 광범위 한 범위에 근 적외선 (NIR) 여기와 다중 광자 통해 NIR 영역 변환 하는 유망한 nanotransducer로 사용할 수 있습니다. 업 프로세스^4,5. 이러한 독특한 속성 란타넘족 실수로 UCNs 생물 감지, 생체 이미징, 및 질병 theranostics^6,,78특히 유망한 벡터 역할을 확인 합니다.

UCNs의 일반적인 구성 요소는 주로 단 열 호스트 매트릭스 감광 (예를 들어, Yb^{3 +}, Nd^{3 +}) 및 (예를 들어, Tm^{3 +}, 응급실^{3 +}, 호는 활성기에에서도 핑된 란타넘족 이온 기반 ^{3 +}) 크리스탈 내에서 균질⁹. 나노에서 다른 광학 방출 그들의 사다리 같은 배열된 에너지 레벨¹⁰인 란타넘족 dopants의 4f 궤도 내에서 지역화 된 전자 전환에 기인 된다. 따라서, 그것은 정확 하 게 크기와 multicomponent 란타넘족 dopants와 합성된 UCNs의 형태를 제어 하는 중요 한입니다. 오른쪽으로 유망한 방법 몇 가지 잘 설립 되었습니다 란타넘족 실수로 UCNs, 열 분해, 높은-온도 공동 강 수, 열 수 합성, 솔-젤 처리, 등¹¹ 등의 준비를 위해 ^{, 12 , 13} 이러한 방법 중 높은 온도 공동 강 수 방법 중 하나입니다 UCNs 합성, 균일 한 모양으로 원하는 양질의 나노 준비를 엄격 하 게 통제 될 수 있는 가장 인기 있는 하 고 편리한 전략 및 상대적으로 짧은 반응 시간 및 낮은 비용¹⁴크기 분포. 그러나,이 방법에 의해 합성 대부분 nanostructures는 주로 덮인 올레산 및 oleylamine, 일반적으로 수 용액에서 소수 성 리간드 가용성의 제한 때문에 그들의 더 bioapplication를 방해 같은 소수 성 ligands ¹⁵. 따라서, 그것은 생물 학적 응용 체 외 및 생체 내에서생체 UCNs 준비에 적당 한 표면 처리 기법을 수행 하는 데 필요한.

여기, 우리는 높은 온도 공동 강수량 메서드 및 functionalize 위한 UCNs 표면에 생체 고분자를 가능한 수정 기술을 통해 코어-쉘 UCNs nanostructures의 합성에 대 한 상세한 실험 절차 제시 또한 휴대 전화 응용 프로그램입니다. 이 UCNs nanoplatform 통합 3 란타넘족 이온 (Yb^{3 +}, Nd^{3 +}및 Tm^{3 +}) 강한 블루 방출 얻으려고 나노 (~ 480 nm) 808에서 NIR 빛 자극에 더 침투 깊이 nm에 조직 생활입니다. 그것은 잘 알려져 해당 Nd^{3 +}-도 핑된 UCNs이 스펙트럼 창에 최소화 물 흡수 및 과열 효과 표시 (808 nm) 980 nm 방사선^16,17, 에 따라 기존의 UCNs 비교 ¹⁸. 또한, 생물 학적 시스템에는 UCNs 활용, UCNs의 표면에 소수 성 ligands (올레산) 첫째로 의해 제거 된다 산 성 솔루션¹⁹쥡니다. 다음 ligand 무료 UCNs 수성 솔루션²⁰에서 좋은 용 해도 얻으려고 생체 고분자 (polyacrylic 산, PAA)와 수정 추가 됩니다. 또한,-의 증거-개념 셀룰러 애플리케이션에서 친수성 UCNs는 더 기능성 분자 ligands (dibenzyl cyclooctyne, DBCO) N₃에 특정 지역화와-태그 세포 막. NIR 빛 따라 (808 nm) 조사, 480에서 블루 upconverted 방출 수 있습니다 효과적으로 빛-문이 채널 단백질, channelrhodopsins-2 (ChR2)를 활성화, 세포 표면에 및 따라서 양이온 (예를 들어, 캘리포니아^{2 +} 이온) 유입 촉진 살아있는 세포의 막.

이 비디오 프로토콜 란타넘족 실수로 UCNs 합성, 생체 표면 개 질, 및 살아있는 세포에서 UCNs bioapplication에 대 한 실현 가능한 방법론을 제공합니다. 합성 기술과 nanocrystal 성장에 사용 되는 화학 시 약의 차이 세포 실험에 사용 되는 최종 UCNs nanostructures의 크기 분포, 형태, 및 업 컨버전 (UCL) 발광 스펙트럼을 좌우할 것 이다. 이 상세한 비디오 프로토콜은 높은 온도 공동 강수량 방법 UCNs의 재현성을 향상 하 고 추가 UCNs 생체 표면 수정에 대 한 가장 일반적인 실수를 피하기에이 분야에서 새로운 연구 수 있도록 준비 휴대폰 응용 프로그램입니다.