一分钟了解黑磷量子点BPQDs的各种生物应用
【产品介绍】:
黑磷量子点BPQDsBPQDs 具有优异的荧光性质 , 使得 BPQDs 在生物成像及传感领域具有广阔的应用前景。2016 年Lee 等人发现 BPQDs 具有荧光发射性质 并可用 于HeLa 细胞成像, 如图 1 所示, BPQDs 具有良好的荧光信号, 在紫外和可见光激发下观察细胞内 具有蓝色和绿色荧光。 与其他量子点相比, BPQDs 具有生物相容性, 并且可以在几乎没有细胞毒性的身体系 统中 自 发降解,同时具有用于潜在生物探针应用 的荧光发射。 Lee 等人 [56] 在氯仿中 制备了 具有稳定蓝色发光的 BPQDs, 并比较了 BPQDs 在不同有机溶剂中 的发光性能, 但是作者未发现BPQDs 在 NMP 中的发光性能, 作者最终将获得的 BPQDs 进行简单的功能化后成功用 于细胞成像。
图 1.BPQDs 的细胞成像图。 ( a, d) 明场图; (b, e) 荧光图; ( c, f) 合并图像
BPQDs 的发光性能及细胞成像也推动了 其在生物传感的应用,通过超声和溶剂热法结合成功制备了 具有绿色荧光发射的 BPQDs。 利用 BPQDs
的荧光性质构建了 一个用 于硫醇检测的荧光生物传感系 统并且该传感器可以 评估乙酰胆碱酶的活性。 如图2a所示, 5, 5-二硫代-( 2-硝基苯甲 酸) ( DTNB)
可与硫醇基团反应生成 2-硝基-5-硫代苯甲 酸根阴 离子( TNB) 。 TNB 紫外吸收与 BPQDs 的激发光谱显示出 相当大的光谱重叠, 并导致 BPQDs 的荧光猝灭。利用 BPQDs 和 DTNB 构建基于内 滤效应( IFE) 的荧光传感器, 用 于检测含巯基的分子。 因此, 基于荧光 BPQDs 和 TNB 之间的 IFE 可以评估乙酰胆碱酯酶( AchE) 的活性。 同时, 他们又使用 BPQDs 作为荧光探针开发了 用 于检测 Hg 2+的荧光传感器,图 2b 即为 BPQDs 传感器的机理示意图, 由 于 BPQDs 的激发光谱与四 苯基卟 啉四 磺酸( TPPS) 的吸收光谱之间的重叠, 这个传感是基于TPPS 和 BPQDs 之间的 IFE, BPQDs 的荧光通过 IFE 被 TPPS 淬灭。 由 于 Hg 2+可以加速 Mn 2+ 与 TPPS 的配位, Mn 2+ -TPPS 复合物导致 TPPS 的吸收强度降低,BPQDs 的蓝绿色( 523 nm) 荧光恢复, TPPS 的红色( 649 nm) 荧光减少。 实验结果表明 BPQDs 传感器显示出 对 Hg 2+ 的良好线性响应, 范围为 1 至 60 nM, 检测限为 0.39 nM。
图2( a) 基于 IFE 机理 BPQDs 的硫醇/AchE 活性检测示意图 ; ( b) BPQDs 荧光传感器用 于检测 Hg 2+ 的示意图
我们在发现 BPQDs 作为光热剂的潜力材料后, 并探索了 使用808 nm 激发的 BPQDs-PEG 在胶质 瘤细胞( C6) 和乳腺癌细胞( MCF-7) 中的光
热效应。 细胞与 BPQDs 孵育 4 h 后, 用 808 nm 激光( 1.0 W/cm 2 ) 照射 C6 和MCF-7 细胞。 持续 10 min 观察到这些细胞的 BPQDs 光热效应依赖于 BPQDs 的浓度。 通过钙黄绿素( AM: 具有绿色荧光的活细胞) 和碘化丙啶( PI: 具有红色荧光的死细胞) 来区分活细胞和死细胞。 在近红外( NIR) 激光照射下用 50 ppmBPQDs 孵育后几乎所有细胞都被杀死。 在没有 BPQDs 孵育的情况下, 细胞暴露于 NIR 激光不会抑制细胞活力。 由 于标准的甲 基噻唑基四 唑( MTT) 测定显示对用 20 至 200 ppm 的 BPQDs 孵育的癌细胞具有超低毒性, 因此增强的癌细胞死亡可归因 于 BPQDs 的高光热效率。 BPQDs 的 NIR 光激发导致显着的细胞死亡,进一步表明 BPQDs 在癌症**中的潜在用 途。
图3 ( a) 不同试剂用 于 PDT **肿瘤小鼠图 ; (b) 肿瘤生长曲线图; (c) H& E 染色的肿瘤切片的组织学图像; (d) 不同试剂处理 S180 肿瘤小鼠后的体重变化图; ( e) 给药后不同时间点 BPQDs 的累积清除百分比图( n = 5)
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