ACS AMI. 用于增强细胞免疫标记和成像的葡聚糖功能化的量子点超级纳米粒子组件

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

胶体半导体量子点(QDs)是应用于生物分析和成像的流行材料。虽然单个量子点很亮，但一些应用受益于使用更亮的材料。实现更高亮度的一种方法是形成许多qd的超级纳米粒子(超级NP)组件。在这里，我们介绍了葡聚糖功能化的量子点超纳米组装体的制备、表征和应用。通过简单的乳液法合成了两亲性葡聚糖，并用于包裹许多疏水性量子点。由此产生的超级纳米粒子组合体或“超级量子点”的流体动力学直径约为。90-160纳米，在整体和单个粒子水平上被表征，与单个量子点相比具有更高的亮度，并且不闪烁。此外，QDs的红、绿和蓝(RGB)颜色的二元混合物用于制备超QDs，包括难以从单个qd获得的颜色(例如品红色)。四聚体抗体复合物(TACs)实现了简单的抗体结合，可利用落射荧光显微镜和基于智能手机的平台进行选择性细胞免疫标记和成像。后一种平台的技术限制被超级量子点的每粒子亮度的增加所克服，并且超级量子点在两种情况下都优于单个量子点。总的来说，对于亮度至关重要的生物分析和成像应用，超级量子点是一种非常有前途的材料。

简介

超级QD的准备示意图。硬脂酸（SA）的位置不限于原理图中显示的位置。

QD585和超级QD585的尺寸表征数据。（A）烷基QD和BSA纯化超级QD的TEM图像。所有标尺都是100纳米。（B）来自TEM图像的粒度直方图，对数正常适合烷基QD和BSA纯化超级QD。（C）BSA纯化超级QD的散射模式（N = 1298）和荧光模式（N = 1475）NTA尺寸直方图。每个模式的总粒子轨道都列在括号中。（D）BSA纯化超级QD的强度和数字加权对数正态DLS数据。

QD645样品的烷基QD、Dex-QD和超级QD的光学表征。（A）归一化的紫外线可见消光光谱。第一个激子峰被归一化为统一。箭头标记了QD645样本的激子峰。星号突出了超级QD消光光谱的区域，其中强散射成分很明显。（B）归一化PL发射和激发光谱。（C）PL衰变曲线，集成在整个发射光谱上。（D）烷基QD645和BSA纯化超级QD645的波长解析寿命数据。箭头突出了短波长和中波长范围的烷基QD（箭头尾）和超级QD（箭头头）之间的差异。（E）单颗粒级烷基QDs、Dex-QDs和BSA纯化超QD645的PL图像。针对每个样本优化了显微镜成像设置。所有刻度条都是5微米。（F）Dex-QD（N = 308）、烷基-QD（N = 294）和超级QD（N = 513）样本的单粒子强度直方图。分析的粒子数量（N）列在每个样品的括号中。这些数据根据不同的成像设置进行校正。（G）单烷基QD、Dex-QD和超级QD的PL强度与时间轨迹示例。

二进制超级QD的特征。（A）BSA纯化一元和二进制超级QD的散点模式NTA数据。（B）不同颜色的超级QD的紫外线可见消光光谱（虚线）和PL发射光谱（实线）。这些光谱是通过400纳米的激发获得的。由于两种颜色的QD的吸收光谱不同，它们的发射峰值比将在一定程度上依赖于激发波长。（C）使用智能手机相机（从左上角顺时针方向）在紫外线照明下拍摄的合奏级别的样品照片：超级QD520、超级QD-450/520、超级QD450、超级QD450/645、超级QD645和超级QD520/645。（D）单颗粒水平稀释BSA纯化超级QD样品的RGB复合PL图像。调整了亮度和对比度设置，以便在打印中可视化调光粒子。红色、绿色和蓝色通道的图像被叠加，以创建复合多色图像。对于较大的图像，比例条为5微米。单个粒子的图像是2×2微米的正方形，从较大的图像中裁剪出来。

用Dex-QD645和BSA纯化超级QD645孵化4小时的SK-BR3细胞的细胞活力测定。细胞活力以相对于对照细胞（未用NPs孵化的细胞）的百分比表示。数据点和误差条分别是四个复制的平均值和标准偏差。趋势线只是为了引导眼睛。不可能以高于显示的浓度制备超级QD。因此，超级QD浓度代表了应用中使用的浓度。

评估与活细胞的非特异性结合。（A）使用Dex-QDs、GSH-QDs和BSA纯化超级QDs孵化的活SK-BR3细胞的代表性图像。从没有使用任何NPs孵化的细胞中测量细胞自发荧光（AF）。所有图像都是使用相同的外荧光显微镜和相机设置获取的，并应用了相同的图像处理设置。刻度条都是50微米。（B）NP孵化和用缓冲液洗涤后细胞的平均PL强度。

用BSA纯化超级QD645对固定细胞进行免疫标记。（A）使用TAC和超级QD的细胞免疫标记示意图。注意：不按比例绘制。（B）背景减法后细胞的平均综合强度。每个样本分析的细胞数量≥64个。（C）与Dex-QD和超级QD混合的固定SK-BR3和A549细胞的代表性图像。所有图像都是在相同的显微镜和相机设置下获得的，并应用了相同的图像处理设置。刻度条都是100微米。

相关成果以“Dextran-Functionalized Super-nanoparticle Assemblies of Quantum Dots for Enhanced Cellular Immunolabeling and Imaging”，发表在国际学术期刊“ACS Appl. Mater. Interfaces”上。

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https://doi.org/10.1021/acsami.3c00861

转自：“NANO学术”微信公众号

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