近红外荧光功能化碳纳米管的性质

纳米碳纳米材料自去年年中获得了大量的利益,特别是单壁碳纳米管的独特的光电性能等(SWCNTs)激子的荧光(参见图1)的近红外(NIR)地区吸引了大量的利益。这些属性在若SWCNT通用的应用程序的构建块,甚至成像和药物输送或光动力治疗。bob综合app官网登录^[1]

我们有兴趣使用SWCNTs作为近红外光学传感器来检测生物分子。^{(1 - 3)}这些传感器是强大的工具如图像从细胞释放神经递质。^[4]使用这些高度疏水性纳米材料(生物)的传感分子,他们表面的功能化是至关重要的。^[5]

这通常通过超声波来实现“包装”与小合成DNA序列。最近,我们还显示,可以使用barrel-forming肽实现SWCNTs的胶体溶液。^[6]

图1:(a)单壁碳纳米管(SWCNT)可以被视为卷起石墨烯。(b)半导体SWCNTs的电子态密度图和转换E₁₁和E₂₂范霍夫奇点之间导致不同的吸光度和荧光光谱根据手性指数(m, n)。(c)近红外荧光光谱不同手性的SWCNTs (n,米)^[1],[2]。

试验装置

描述这些功能化SWCNTs,我们通常采用近红外(NIR)荧光光谱使用卡米拉- 193 i - b2摄谱仪配备一个iDus InGaAs du491a - 1.7近红外探测器阵列。样品都激动Cobolt波长561纳米的激光。

结果

图2显示了DNA-wrapped碳纳米管的吸收和荧光光谱。在这个研究中,我们测试了这些特殊的感应能力SWCNT-DNA轭合物的神经递质多巴胺和竞争为其结构类似物选择性肾上腺素和去甲肾上腺素。

图2中,吸光度和荧光光谱DNA-wrapped SWCNTs。(一)可见吸光度光谱DNA-wrapped SWCNTs。(b, c, d) nIRfluorescence光谱(GT) 10功能化SWCNTs兴奋在560 nM之前和之后的100 nM多巴胺(b),肾上腺素和去甲肾上腺素(d) (c)。^[7]

之间的光谱范围在800 nm - 1200 nm)清楚地表明,10 (GT) DNA序列导致高荧光增加多巴胺,而(也)肾上腺素诱发略有增加。因此,这些传感器可以用于检测多巴胺的克分子数相等的大量的肾上腺素和去甲肾上腺素的存在。^[4]

总结

我们成功地使用了卡米拉- 193我摄谱仪和iDus InGaAs 491近红外光谱探测器获得近红外荧光光谱的功能化碳纳米管。^{(5 - 8)}他们作为生物分子传感器,我们量化量子产率变化后的神经递质。这些发现导致更好地了解碳纳米管photophysics和高选择性的传感器/敏感性有前途的生物医学应用。bob综合app官网登录

引用

1. 克鲁斯,a . j . Hilmer j . Zhang n . f .流珥b .μm·s·斯特拉诺放置药物Deliv。启2013,65,1933 - 1950。
2. 曼,御马。迈耶,D。、Mischke年代。19岁的克鲁斯,Bunsenmagazin 2017 228 - 237。
3. Elena马球,塞巴斯蒂安·克鲁斯:纳米传感器神经递质,分析2016年分析化学,408:2727。doi: 10.1007 / s00216 - 015 - 9160 - x。
4. 塞巴斯蒂安·克鲁斯,丹尼尔•萨勒姆莱拉Vukovic,芭芭拉·利马,艾玛·范德·Ed Boyden迈克尔·斯特拉诺:高分辨率成像的多巴胺细胞流出使用纳米传感器阵列,PNAS上2017年,114 (8),1789 - 1794 DOI: 10.1073 / pnas.1613541114。
5. Elena马球,塞巴斯蒂安·克鲁斯:影响Redox-Active分子Polymer-Wrapped的荧光碳纳米管,物理化学杂志》2016 C, 120 (5), 3061 - 3070 DOI: 10.1021 / acs.jpcc.5b12183。
6. a . Mann j . Horlebein n . f . Meyer d·迈耶f·托马斯,克鲁斯,化学。——一个欧元。j . 2018, 24岁,12241 - 12245。
7. a . Mann n .赫曼·d·迈耶,克鲁斯,传感器(瑞士)2017年,17岁的DOI 10.3390 / s17071521。
8. Elena马球,塔多兹•卡维基和约普t . Nitka埃尔莎Neubert,露意丝Erpenbeck,莱拉Vukovic,塞巴斯蒂安·克鲁斯:控制整合素亲和力的封闭RGD肽荧光碳纳米管,ACS应用材料&接口2018,10 (21),17693 - 17703 DOI: 10.1021 / acsami.8b04373。