高亮度、高稳定性近红外荧光纳米粒子的研究

荧光检测技术因其高灵敏度的特点，正推动环境、生命及医学领域诊断水平的提高。传统近红外菁类荧光染料在活体细胞或组织内的荧光检测中起着十分重要的作用。但差的光稳定性限制了菁染料的广泛应用。硅胶纳米粒子包裹荧光染料能大大地提高有机染料的光稳定性。硅胶纳米粒子本身是光学透明，且生物兼容，是很理想的荧光染料保护基质。但由于纳米粒子内部相邻染料分子间产生能量转移，而导致自淬灭，荧光亮度并不能得到有效提高。申请人前期工作开发了一类能有效减小染料间的能量转移具有大的Stokes位移的近红外菁染料。本项目设想将这类染料包裹在硅胶纳米粒子内部。通过改变染料－硅酸酯耦合分子的硅酸酯基团个数，尝试不同的包裹方法，将这类独特荧光染料有效包裹在硅胶纳米粒子内，达到最好的光漂白保护。有望得到光稳定性和荧光亮度俱佳的近红外荧光纳米粒子，为提高活体内的荧光检测技术作出贡献。

有机荧光染料的光稳定性差，单个分子的亮度不足这些缺点限制了它们在生物分析中的应用。本项目将有机染料包覆与硅胶纳米粒子内，形成稳定性更好的荧光纳米粒子，并且采用了大斯托克斯位移染料，有效减少染料因聚集而产生的荧光淬灭现象，从而制得高亮度的荧光纳米粒子。目前得到的纳米粒子的光稳定性与无机量子点稳定性相当，亮度比相应的有机染料提高10倍。同时利用荧光共振能量转移原理，在硅胶纳米粒子上实现比例信号区分达175nm的次氯酸根离子的近红外荧光纳米探针。为设计大区分度比例荧光探针构建了一个纳米粒子平台。项目完成SCI英文论文7篇，其中一篇是荧光纳米粒子方面的综述文章。申请专利2项，尚未授权。培养研究生6名，其中两名博士研究生，均获得研究生国家奖学金资助。