형광 이미징은 현대 진단 및 기타 생물 의학 응용 분야에서 분자, 세포 및 조직 수준에서 분포, 상호 작용 및 변환 과정을 감지하고 모니터링하는 데 널리 사용되는 기술입니다. 형광 반도체 나노결정 "양자점"(QD)의 고유한 광물리적 특성으로 인해 생체 분자의 형광 표지 또는 미세 입자의 광학 인코딩을 위한 고급 형광단이 되어 표적 전달, 시각화, 진단 및 이미징에서 생체 영상 및 치료 요법제로 사용할 수 있습니다. 이 논문은 다기능 폴리에틸렌글리콜 유도체 수용성 양자점으로 덮인 안정한 고분자 전해질 마이크로캡슐의 광학적 인코딩에 대한 개선된 접근법의 개발 결과와 인코딩된 마이크로캡슐의 광학적 특성, 형태학적 및 구조적 특성의 특성화에 대해 보고합니다. . 미리 형성된 고분자 고분자 전해질 껍질에 층별 증착을 통해 고분자 마이크로캡슐 막에 양자점을 삽입하면 유동 세포 계측법에 의해 개별 균질 집단으로 뚜렷하게 식별 가능한 적응된 전하 및 크기 분포를 가진 밝은 형광 입자를 얻을 수 있습니다. 개발된 형광 마이크로캡슐은 광여기와 함께 다양한 외부 자극에 민감한 바이오 이미징 및 치료학적 제제를 추가로 설계하는 데 사용할 수 있습니다.
약물, 단백질 및 핵산 분자의 표적 전달을 위한 운반체로 사용되는 형광 고분자 마이크로 및 나노 입자의 개발은 바이오이미징 및 치료학 제제 설계 분야에서 특히 관심이 있습니다[1,2,3]. 양자점(QD)은 물리적 크기에 따라 형광 피크 파장이 있는 2~10nm 반도체 콜로이드 결정입니다. 나노입자 크기에 따라 위치가 달라지는 넓은 흡수 스펙트럼과 좁고 대칭적인 형광 스펙트럼을 통해 단일 방사선 소스가 다중 검출에 사용할 수 있는 서로 다른 형광 밴드를 가진 QD 세트에서 형광을 자극하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서 QD는 진단 및 이미징을 위한 매우 매력적이고 유망한 고급 형광단입니다[4].
고분자전해질 마이크로캡슐을 다양한 기능성 성분의 운반체로 사용함으로써 다양한 물리적(초음파, 자기장, 레이저, 광방사) 또는 화학적(pH, 미세환경의 이온강도, 용매의 극성)에 반응하는 시스템 개발 가능 자극 [5, 6]. 고분자 전해질 마이크로캡슐은 구형 매트릭스에 반대 전하를 띤 고분자 고분자 전해질을 층별로 증착하여 얻습니다. 매트릭스의 후속 용해는 고분자 전해질의 인터폴리머 복합체로 구성된 안정적인 폴리머 멤브레인을 갖는 중공 구조를 생성합니다[7,8,9]. 고분자 전해질의 층별 흡착 기술을 통해 자성, 금속(금 또는 은) 또는 형광(예:QD) 나노 입자를 포함한 다양한 기능적 구성 요소를 고분자 멤브레인에 통합하고 멤브레인의 두께를 제어할 수 있습니다. 형성되기 때문에 [10, 11].
형광 표지된 마이크로캡슐은 시험관 내 및 생체 내 수송 및 전달을 모니터링하는 데 사용할 수 있는 유망한 생체 영상화제입니다[12, 13]. 마이크로캡슐의 형광 표지(광학 인코딩)의 사용 가능한 방법에서 폴리머는 형광 표지와 접합되거나 물리적으로 혼합됩니다[14, 15]. 마이크로캡슐의 광학적 특성을 결정하는 형광 성분은 매트릭스 마이크로입자, 예를 들어 탄산칼슘 마이크로스페롤라이트를 제조하는 동안 형광 염료로 표지된 폴리머의 공침을 통해 내부에 통합될 수도 있습니다[16]. 매트릭스가 제거된 후 캡슐화될 수도 있습니다. 이를 위해 고분자 막을 통한 저분자량 및 고분자량 화합물의 확산은 미세 환경의 이온 강도 또는 pH를 증가시켜 보장됩니다. 그러나 형광성 나노결정을 가진 고분자 전해질 마이크로캡슐의 광학적 인코딩은 독특한 광학적 특성과 바이오이미징에서의 효율성으로 인해 더 유망합니다[17].
고분자 전해질 마이크로캡슐의 고분자막에 양자점을 도입하여 인코딩하는 알려진 방법은 티오글리콜산 또는 시스테인과 같은 저분자량 리간드로 물에 용해된 양자점을 사용합니다[18, 19]. 이 연구의 목표는 표면이 카르복실 말단기를 포함하는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)의 티올 유도체로 추가로 변형된 수용성 CdSe/ZnS(코어/쉘) 양자점으로 광학적으로 암호화된 매우 안정적인 형광 고분자 전해질 마이크로캡슐을 개발하고 생성된 형광 마이크로캡슐의 형광 및 구조 특성을 추정합니다.
트리옥틸포스핀 옥사이드(TOPO)로 코팅된 590nm에서 최대 형광을 갖는 CdSe/ZnS(코어/쉘) 양자점은 NRNU MEPhI(러시아 모스크바)의 나노 생물공학 연구소의 Dr. P. Samokhvalov에 의해 합성되었습니다. QD 정제 및 가용화는 앞서 설명한 대로 수행되었습니다[20, 21]. TOPO는 QD를 클로로포름에 용해시킨 다음 메탄올로 침전시켜 QD 표면에서 제거했습니다. 절차를 세 번 반복했습니다. 그 후, QD를 다시 클로로포름에 용해시키고 1:0.13의 QD 대 시스테인 질량비로 메탄올 중 시스테인 용액으로 침전시켰다. QD 침전물을 메탄올로 과량의 시스테인으로 세척하고 진공 농축기에서 건조시켰다. 건조된 QD를 0.1M 수산화나트륨을 첨가하여 물에 재현탁했습니다. 그 후, 분산액을 초음파 욕을 사용하여 초음파 처리하고 여과했습니다(공극 크기, 0.22μm). 얻어진 분산액에 말단 카르복실기를 함유하는 PEG의 티올 유도체를 1:4.6의 질량비로 첨가하였다. 혼합물을 4°C에서 밤새 인큐베이션하고 PEG화된 QD를 겔 여과 크로마토그래피를 사용하여 정제했습니다. 얻어진 샘플의 QD 함량은 첫 번째 여기자의 파장에서 분광광도계로 결정되었습니다. 가용화된 QD는 동적 광산란 및 Zetasizer Nano ZS(Malvern, UK)를 통한 레이저 도플러 미세 전기영동을 사용하여 유체역학적 직경과 ζ 전위를 특징으로 합니다.
QD 인코딩은 앞에서 설명한 바와 같이 얻은 탄산칼슘 미세입자의 표면에 반대 전하를 띤 다중양이온 및 다중음이온 중합체, 뿐만 아니라 PEG의 카르복실화된 티올 유도체로 기능화된 수용성 QD를 층별로 증착하는 수정된 기술을 사용하여 수행되었습니다. [22]. 고분자 고분자 전해질 층은 폴리양이온 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드)(PAH) 및 폴리음이온 폴리(나트륨 4-스티렌설포네이트)(PSS) 또는 폴리아크릴산(PAA)으로 형성되었습니다. 형광단은 파장 590nm에서 형광 피크, -26.7±0.8mV의 ζ 전위, 유체역학적 직경이 18.7~23.3nm인 수용성 PEG화 CdSe/ZnS 양자점이었습니다. QD로 인코딩된 마이크로캡슐 동안 각 층 증착 후 제조 공정에서 레이저 도플러 마이크로 전기영동을 사용하여 마이크로입자 표면 전하(ζ-전위)를 제어했습니다.
탄산칼슘 미립자를 초순수에 재현탁하고 0.5M NaCl 중 2mg/mL PAH 용액 0.5mL를 첨가했습니다. 현탁액을 초음파 욕에서 초음파 처리하고 실온에서 교반하면서 20분 동안 인큐베이션했습니다. 그 후, 과량의 중합체를 원심분리에 의해 세척한 후 MilliQ 물에 재현탁시켰다. 고분자 다중음이온으로 구성된 다음 층을 적용하기 위해 마이크로비드를 0.5mL의 초순수에 재현탁하고 현탁액을 0.5M NaCl에 녹인 2mg/mL PSS 용액 0.5mL와 혼합하여 초음파 수조에서 초음파 처리했습니다. 60초, 실온에서 교반하면서 20분 동안 인큐베이션하고, 상술한 바와 같이 과잉 중합체를 세척하였다. 고분자 전해질 도포의 각 단계 후 미세 입자의 세척을 3회 반복하였다. 인코딩하기 전에 5개의 고분자 전해질 층을 탄산칼슘 미립자 위에 도포했는데, 다섯 번째 층은 다중양이온으로 구성되어 있다. 그 후, 가용화된 QD를 첨가하고 혼합물을 80분 동안 영구적으로 교반하면서 인큐베이션했습니다. 그런 다음 반대 전하를 띤 폴리머의 6개의 연속적인 층이 적용되었으며, 여섯 번째 층은 다중음이온 PSS 또는 PAA로 구성되었습니다. QD로 인코딩된 중공 고분자전해질 마이크로캡슐은 0.2M 이나트륨 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA)(pH 6.5)로 세척하여 생성된 껍질이 있는 마이크로비드의 탄산칼슘 코어를 용해하여 얻었습니다. 그 후, 마이크로캡슐 표면은 BSA가 1% 함유된 50mM 인산완충액(pH 7.4)에 마이크로입자를 분산시킨 후 4°C에서 배양하여 소혈청알부민(bovine serum albumin, BSA)(Sigma-Aldrich, USA)으로 추가로 변형시켰다. 어둠 속에서 12시간 동안 사용 직전에 중공 마이크로캡슐의 현탁액을 50mM 인산 완충 용액(pH 7.4)으로 과량의 BSA로 5회 세척했습니다. 얻어진 고분자 전해질 마이크로캡슐은 암실에서 4°C에 보관되었습니다.
광학 및 형광 현미경을 사용하여 미세 입자의 형태 및 크기 분포를 분석했습니다. 미세 입자의 크기 분포를 추정하기 위해 슬라이드에 50% 글리세롤 10μL에 미세 입자 현탁액 5μL를 고정했습니다. 샘플은 라이트 필드에서 LD A-Plan 40x/0.55 M27 렌즈가 있는 Axio Observer 3 현미경(Carl Zeiss, Germany)을 사용하여 검사되었습니다. 형광 이미지는 505DRLP 이색성 필터, 475AF40 여기 필터 및 510ALP 방출 필터(Omega Optical, USA)를 포함하는 XF115-2 FITC 장통과 필터 세트가 있는 HBO 100 수은 조명기(Burner Mercury), EC Plan -Neofluar 100x/1.30 Oil Iris M27 렌즈(WD =0.20 mm), 0.7에서 1.3까지 조정 가능한 개구수, Immersol 518F 침지 오일(Carl Zeiss, Germany).
얻어진 마이크로캡슐의 형태학적 특성은 광학적으로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐의 섹션에서 BSA가 없는 표면이 에폭시 임베딩 매체에 고정되어 연구되었습니다. 이를 위해 마이크로캡슐 현탁액을 30%, 50%, 70%, 95% 에탄올 수용액으로 순차적으로 탈수시킨 후 무수에탄올(Acros Organics, USA)로 3회 처리하여 완전한 탈수를 보장하였다. 탈수의 각 단계는 15분 동안 지속되었습니다. 마이크로캡슐의 탈수된 샘플을 12시간 동안 1:1 에폭시-에탄올 혼합물로 옮기고 나서 3시간 동안 3:1 에폭시-에탄올 혼합물로 옮겼습니다. 그런 다음 샘플을 깨끗한 임베딩 에폭시 매체로 옮기고 에폭시 블록을 45°C에서 12시간, 60°C에서 72시간 동안 중합했습니다. 그런 다음 너비가 2.0mm인 Ultra AFM 35 다이아몬드 나이프(Diatome, Switzerland)가 장착된 Leica EM UC6 ultramicrotome(Leica Microsystems, Austria)을 사용하여 형광 QD로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐을 포함하는 이러한 블록에서 150nm 섹션을 절단했습니다. 섹션을 슬라이드로 옮기고 여기용 HBO 100 수은 조명기(Burner Mercury)와 45 HQ TexasRed 형광 필터 세트(d =25 시프트 프리(E), 560/40 여기 BP, FT 585 빔 스플리터 및 630/75 방출 BP)(Carl Zeiss, 독일) 형광 기록. Carl Zeiss EC Plan-Neofluar100x/1.30 Oil Ph3 렌즈와 Immersol 518F 침지 오일(Carl Zeiss, Germany)을 사용하여 형광 이미지를 얻었습니다. 이미지는 Zen(Carl Zeiss, Germany) 및 Image J 1.48 v(USA) 소프트웨어를 사용하여 분석 및 처리되었습니다.
인코딩에 사용된 원래 QD와 QD로 인코딩된 마이크로캡슐의 형광 특성은 Infinite 200 PRO 다중 모드 플레이트 판독기(TECAN, Switzerland)를 사용하여 분석되었습니다. 측정하기 전에 QD로 인코딩된 마이크로캡슐 및 마이크로스피어의 현탁액을 포함하는 웰이 있는 플레이트를 2630×g에서 А-2-DWP 로터가 있는 5810 R 원심분리기(Eppendorf, USA)를 사용하여 원심분리했습니다. 20분 동안 고분자 전해질 마이크로캡슐의 폴리머 쉘에 내장된 자유 QD 및 QD의 형광 최대값은 480nm의 여기 파장에서 결정되었습니다. 샘플 분석에는 하단 스캔 모드가 사용되었습니다.
여기 소스로 파란색(488nm) 아르곤 레이저가 장착된 FACSCanto II 유세포 분석기(Becton Dickinson, USA)를 사용하여 원래 탄산칼슘 미세입자, QD 함유 고분자 전해질 껍질을 가진 미세입자 및 QD로 인코딩된 중공 마이크로캡슐. 10 6 을 포함하는 현탁액의 0.5mL 분취량을 분석했습니다. 마이크로비드/마이크로캡슐; 수집된 이벤트의 수는 2500개였습니다. 형광 강도는 표준 전방 산란광(FSC), 측면 산란광(SSC) 및 피코에리트린(PE, 585/42nm) 채널에서 기록되었습니다. 데이터는 FACSDiva 소프트웨어(Becton Dickinson, USA)를 사용하여 처리되었습니다.
우리는 12단량체 PEG 스페이서를 포함하는 PEG의 카르복실화된 티올 유도체(Thermo Fisher Scientific, USA), Mw≈ 15,000Da(Sigma-Aldrich, Japan)를 갖는 폴리(알릴아민 염산염)(PAH), 폴리(나트륨 4-스티렌설포네이트)를 사용했습니다. (PSS) Mw≈ 70,000Da(Sigma-Aldrich, USA) 및 폴리아크릴산(PAA) Mw≈ 15,000Da(Sigma-Aldrich, USA). 탄산나트륨, 염화칼슘, 에틸렌디아민테트라아세트산 이나트륨염 탈수화물, 소 혈청 알부민(BSA), 에폭시 포매 배지 및 기타 시약은 Sigma-Aldrich(미국)에서 구입했습니다. 모든 작업 용액은 Direct-Q 정수 시스템(Millipore, France)을 통해 얻은 MilliQ 물(18.2mΩcm)을 사용하여 준비하고 기공 크기가 0.22μm인 필터를 통해 여과했습니다.
데이터의 통계 분석에는 MS Office Excel 2007 및 Origin Pro 2015 소프트웨어 패키지가 사용되었습니다. 결과는 3개의 독립적인 실험에 대한 평균 및 표준 편차로 표시됩니다.
제안된 방법은 유기 용매가 필요하지 않고 생체 적합성 고분자를 사용할 수 있으며[23, 24], 양자점으로 인코딩된 형광 미세 입자 형태의 바이오이미징 에이전트를 얻기 위해 층별 증착 기술을 사용했으며 [23, 24], 폴리머 쉘 내의 양자점 [21]. 수용성, 표면 개질된 양자점으로 광학적으로 암호화된 형광 고분자 전해질 마이크로캡슐의 제조는 첫 번째 단계로 매트릭스 역할을 하는 탄산칼슘 미세 입자의 표면에 5개의 반대 전하 고분자 전해질 층을 적용한 다음 음으로 고분자 전해질 쉘을 암호화하는 것으로 구성됩니다. 전하를 띤 QD, 반대 전하를 띤 고분자 전해질의 보호층으로 QD 층 코팅, 마이크로입자의 코어 매트릭스 용해, 마지막으로 BSA로 마이크로캡슐 표면 개질(그림 1). 탄산칼슘 미립자의 음의 표면 전하는 다중양이온과 미립자 표면의 정전기적 상호작용으로 인해 PAH의 흡착을 보장합니다. 입자에 대한 PAH 흡착으로 인한 표면의 양의 ζ 전위는 PSS 다중음이온과 HS-PEG12로 변형된 QD의 후속 적용을 허용합니다. -COOH는 카르복실기로 인해 음의 표면 전하를 가지므로 PAH 폴리양이온 층에 흡착될 수 있습니다. 고분자 고분자 전해질 막에 양자점의 삽입은 그림 1a, b와 같이 고분자 전해질 층(적어도 4~6개)을 추가로 덮음으로써 수행됩니다.
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양자점(QD)으로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐의 설계 및 구조:a 고분자 마이크로캡슐 막의 층 배열에 대한 개략도. ㄴ 고분자 전해질의 적층 및 QD 인코딩 동안 탄산칼슘 미립자 표면의 ζ-전위의 변화. ㄷ HS-PEG12로 가용화된 CdSe/ZnS 양자점으로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐의 형광 현미경 사진 -쿠. * 코어가 제거된 후 마이크로캡슐 표면의 ζ-전위; ** BSA로 수정된 표면을 가진 QD로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐 제작의 추가 단계
고분자막에 고정화된 양자점을 함유하는 중공 마이크로캡슐은 탄산칼슘 미세입자를 0.2M EDTA(pH 6.5)로 용해하고 에틸렌디아민테트라아세트산의 칼슘염의 수용성 착체를 형성함으로써 얻어진다. 마이크로 캡슐 내부의 구멍. BSA로 변형된 표면을 가진 QD로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐을 얻기 위해 PAA 다중음이온은 PAH 다중양이온의 11번째 층에 적층됩니다. PAA는 마이크로캡슐 표면과 상호작용할 때 해리 상수의 값 때문에 사용됩니다. PAA의 pKa 값(pKa ≈ 4.7)은 PSS(pKa ≈ 7.5)[25, 26]에 비해 더 낮기 때문에 더 산성이며, 이는 마이크로캡슐 표면의 더 높은 ζ 전위를 초래합니다. PAA로 수정된 표면의 전하는 BSA와 PAA 사이의 정전기적 상호작용으로 인해 BSA 수동 흡착을 촉진합니다. 그러나 PAA와 BSA 사이의 조립은 마이크로캡슐 음의 표면 전하 감소를 초래합니다(그림 1b). 마이크로캡슐 표면에 BSA 증착 후, BSA의 정전기적으로 양의 아미노기에 의한 음으로 하전된 PAA 층의 차폐가 발생하고, 따라서 BSA로 코팅된 QD로 인코딩된 마이크로캡슐의 ζ 전위는 다음과 같은 BSA의 정전기 거동에 의해 1차적으로 결정될 가능성이 높습니다. 외부 마이크로캡슐 코팅 [26].
수용성 PEG화된 QD는 좁은 크기 분포, 분산액에 응집체가 없고 높은 콜로이드 안정성이 특징입니다. 이것은 마이크로비드 표면에서 QD의 균질한 흡착을 보장하고 효과적인 인코딩을 촉진하여 밝은 형광성 마이크로캡슐을 얻을 수 있습니다(그림 1c).
표면 개질을 위한 BSA와 같은 단백질의 사용은 폴리머 마이크로캡슐을 보다 생체적합성이 되게 하고 서로 접착에 대해 내성을 갖도록 합니다. 이것은 또한 마이크로캡슐 표면의 일시적인 패시베이션을 보장하며, 이는 세포와의 시험관내 상호작용 및 생체내 거동 측면에서 PAH-PSS 또는 PAH-PAA 혼성중합체 복합체에 의해 형성된 마이크로캡슐의 후속 연구에 중요합니다[27,28,29] .
얻어진 QD 인코딩 마이크로캡슐은 구형이며(그림 1c) 평균 크기가 4.45 ± 0.65μm인 좁은 크기 분포(그림 2)를 특징으로 합니다. 이 크기는 적혈구와 비슷하며 그보다 훨씬 작습니다[30]. 또한 앞서 살펴본 바와 같이 마이크로캡슐의 고분자막은 변형되기 쉬운 유연한 구조를 가지고 있다. 이 크기의 마이크로캡슐은 정맥 주사 시 혈액 조직 장벽을 통과할 수 없기 때문에 체내에서 광학적으로 암호화된 마이크로캡슐의 이동 및 분포를 추적할 수 있습니다[31, 32]. 그러나 염증 및 종양 성장 영역과 같이 혈관벽의 투과성이 향상된 국소화에서 마이크로캡슐은 혈관외 공간으로 침투할 수 있으며, 이는 표적 전달의 영상화 및 모니터링을 보장할 것으로 예상됩니다[33,34,35 ,36].
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분석된 마이크로캡슐의 수가 600인 양자점으로 광학적으로 암호화된 고분자 전해질 마이크로캡슐의 크기 분포
제작된 마이크로캡슐은 590nm의 파장에서 형광 피크를 특징으로 하며, 이는 마이크로캡슐의 광학 인코딩에 사용된 원래의 수용성 QD의 형광 피크에 해당합니다. 이것은 마이크로캡슐 막을 구성하는 고분자 고분자 전해질이 마이크로비드와 마이크로 비드에서 제조된 마이크로캡슐의 양자점의 형광 특성, 특히 형광 최대값에 영향을 미치지 않음을 나타냅니다(그림 3).
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형광 특성에 대한 마이크로비드(MCB) 및 마이크로캡슐(MCC)의 고분자막에 양자점(QD) 통합의 영향:2.241mg의 QD를 포함하는 QD 용액의 형광 스펙트럼이 표시됩니다. 이것은 MCB의 광학 인코딩에 사용된 QD의 양에 해당합니다.
그림 4는 PE(575/25nm) 형광 채널과 FSC-A 및 SSC-A(488/10nm)에서 QD로 인코딩된 마이크로캡슐과 위약 마이크로캡슐 집단의 신호 강도에 대한 분포 히스토그램을 보여줍니다. ) 유세포 분석기의 채널. 데이터는 PE(575/25nm) 채널에서 위약과 광학적으로 인코딩된 마이크로캡슐 간의 효과적인 차별화를 나타냅니다(그림 4a, b). PE(575/25nm) 채널에 있는 마이크로캡슐의 형광 신호 강도는 ~ 10 4 입니다. 이는 QD로 인코딩된 마이크로캡슐의 높은 형광 능력을 보여줍니다. FSC-A 및 SSC-A(488/10nm) 채널에서 두 마이크로캡슐 집단의 분포가 겹칩니다. 이는 위약 및 암호화된 마이크로캡슐(그림 4c, d)의 유사한 상대적 크기 및 입도 매개변수를 나타내며, 따라서 , 인구의 동질성. 분명히 이것은 마이크로캡슐 멤브레인이 동일한 수의 폴리머 층으로 구성되어 있다는 사실 때문입니다. 따라서 얻어진 마이크로캡슐은 균질한 크기 분포와 최적의 형광 특성을 특징으로 하여 유세포 분석기의 해당 채널에서 검출됩니다.
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유세포 분석에 의한 QD로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐의 검출 가능성:a SSC-PE 채널의 마이크로캡슐 도트 플롯 프로파일; ㄴ PE 채널의 마이크로캡슐 분포 히스토그램; ㄷ SSC-FSC 채널의 마이크로캡슐 도트 플롯 프로파일; d FSC 채널의 마이크로캡슐 분포 히스토그램. QD가 없는 마이크로캡슐(위약)은 대조군으로 사용되었으며 회색으로 표시되는 반면 CdSe/ZnS 양자점으로 인코딩된 마이크로캡슐(590nm에서 최대 형광 방출)은 주황색으로 표시됩니다. 분석된 이벤트의 수는 2500과 동일합니다. 도트 플롯 및 히스토그램 축은 SSC-A, FSC-A, PE-A로 표시되며, 여기서 A는 데이터가 신호 영역으로 표시됨을 의미합니다.
그림 5에 표시된 QD로 인코딩된 고분자 전해질 미세 캡슐 섹션의 현미경 사진은 미세 캡슐이 속이 비어 있고 검출된 밝은 형광 신호가 QD를 포함하는 고분자 막에 의해 방출됨을 보여줍니다. 이러한 데이터는 코어를 용해하는 데 사용된 절차의 효율성을 확인하고 제작된 마이크로캡슐의 밝은 형광 신호를 보여주며, 이는 각각 형광 현미경 및 유세포 분석의 경우 해당 필터, 텍사스 레드 및 PE를 사용하여 검출할 수 있습니다. 고분자 껍질에 양자점을 포함하는 고분자 전해질 마이크로캡슐은 FITC(fluorescein isothiocyanate)나 아미노플루오레세인(aminofluorescein)과 같은 기존의 염료로 표지된 고분자 전해질 마이크로캡슐에 비해 더 높은 형광 특성을 가지고 있다[14, 37]. 그렇지 않으면, 층별 접근법을 사용하여 QD로 인코딩된 마이크로캡슐은 팽윤 기술을 사용하여 유기 염료로 인코딩된 마이크로비드의 밝기와 비슷하거나 심지어 열등합니다. 밝기는 소광 계수와 양자 수율의 곱에 의해 결정됩니다. 실온에서 수용성 QD의 양자 수율은 약 40%로, 이는 유기 염료의 양자 수율과 비슷하지만[22, 38, 39], QD 소멸은 유기 염료보다 거의 100배 더 큽니다. 그렇지 않으면 양자점의 크기가 크기 때문에 마이크로캡슐 껍질 내의 양은 유기 염료 분자의 양과 비교할 수 없을 수 있습니다. 따라서 인코딩된 유기 염료 분자의 양은 QD에 대한 것보다 훨씬 우수하여 비슷한 밝기를 보장할 수 있습니다. 다른 측면에서, QD로 마이크로캡슐을 인코딩하면 광표백이 완전히 없다는 중요한 비교 이점을 제공합니다. 또한, 다른 색상(크기)의 양자점은 동일한 파장 여기로 여기될 수 있습니다. 따라서 마이크로캡슐 인코딩을 위해 서로 다른 색상의 QD를 사용하면 스펙트럼 분해 광학 코드를 거의 무제한으로 제공할 수 있습니다[21].
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양자점으로 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐 섹션의 현미경 사진. (a의 화살표 )는 (b)에 표시된 영역을 나타냅니다. , ㄷ ) 더 높은 배율
QD 인코딩된 고분자 전해질 마이크로캡슐을 얻기 위한 개발된 기술은 효과적인 광학 인코딩을 보장합니다. 제작된 고분자 마이크로캡슐은 최적의 크기 분포와 높은 형광 강도를 특징으로 하며 상업용 유세포 분석기 및 공초점 현미경으로 효율적으로 검출할 수 있습니다. 따라서, 설계된 마이크로캡슐은 시험관내 및 생체내 바이오이미징을 위한 잠재적인 형광 물질입니다. 다용도 마이크로캡슐 기반 플랫폼의 추가 개발은 광여기와 함께 다양한 외부 물리적 또는 화학적 자극에 반응하는 형광 QD로 인코딩된 마이크로입자를 기반으로 하는 새로운 바이오이미징 및 치료학적 도구의 제안을 목표로 합니다.
소 혈청 알부민
에틸렌디아민테트라아세트산이나트륨
폴리아크릴산
폴리양이온폴리(알릴아민염산염)
폴리에틸렌 글리콜
폴리음이온 폴리(나트륨 4-스티렌술포네이트)
양자점
트리옥틸포스핀 옥사이드
나노물질
초록 은나노입자(nAgs)가 화장품에 안전하게 사용되기 위해서는 피부 속 nAgs의 물리적 특성을 밝혀야 하며, 이는 이러한 특성이 경피적으로 흡수되는 과정에서 변할 수 있기 때문입니다. 이 연구에서는 단일 입자 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(sp-ICP-MS)을 기반으로 하는 분석 시스템을 구축하여 피부에서 nAgs의 물리적 특성을 결정하는 것을 목표로 했습니다. 먼저, 피부 시료를 가용화하기 위한 전처리 방법을 최적화한 다음, 수산화나트륨 처리에 의해 대부분의 nAg가 입자 형태로 남아 있는 동안 회수됨을 보여주었다. 피부를
초록 페로브스카이트 산화물은 기능성 물질의 일종으로 그 독특한 물리적, 화학적, 전기적 특성으로 인해 최근 몇 년 동안 널리 연구되고 있다. 여기에서 페로브스카이트형 LaCoO3를 성공적으로 준비했습니다. (LCOs) 나노물질은 개선된 졸-겔 방법을 통한 소성 및 소성 온도 및 시간이 LaCoO3의 형태, 구조 및 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사했습니다. 나노물질. 그런 다음, LCO-700-4 전극 샘플의 최적 전기화학적 성능을 기반으로 합리적 설계를 통해 새로 합성된 Sr-doping(LSCO-0.2) 및 rGO-comp
