水溶性荧光聚合物纳米粒的制备及双光子成像
摘 要 报道了一种能用于活细胞双光子荧光（TPF）成像的水溶性聚合物纳米粒。首先以含双羧基的萘酰亚胺作为交联剂和荧光标记试剂，通过对聚乙烯亚胺发生交联反应制备纳米粒子，然后对其结构形态、单双光子荧光性能及细胞毒性进行测试。结果表明，获得的纳米粒为球形，粒径为5～10 nm；以443或800 nm为激发波长，荧光发射波长均为536 nm；在pH 4.0～9.0范围内，其荧光无明显变化；在pH 7.4 的溶液中和激发光为443 nm 的条件下，对其连续测定1.2万次后荧光强度变化不超过1%，说明其酸碱稳定性和光稳定性较好；浓度在 15 mg/L以下及与细胞作用时间在24 h以内细胞毒性较低。最后，用双光子共聚焦荧光显微镜观察了其在 Hela 细胞中的 TPF 成像性能。将Hela细胞与纳米粒共同孵育2 h后，在800 nm激光激发下，在细胞中可观察到其绿色荧光。此纳米粒可望用于靶向性双光子荧光成像探针的开发。关键词 萘酰亚胺； 聚乙烯亚胺；荧光聚合物纳米粒；双光子成像
1 引 言
双光子荧光（TPF）成像技术具有高的系统分辨率和信噪比，能对处在自然状态的样品进行无损观察与成像，在生物医学分析领域具有极大的应用空间。TPF成像应用的发展离不开性能优良的TPF材料。目前，有机小分子染料作为TPF材料的研究较多[1，2]，但这些材料大多光稳定性和水溶性差，在体内清除较快，不利于生物体系的成像研究。采用纳米材料可以有效减少上述问题，最具有代表性的是无机发光量子点（QD）。QD的光稳定性和荧光性能俱佳，是荧光成像领域研究的热点[3，4]，在细胞及组织中的TPF成像应用已有报道[5～7]。但其对人体健康与生态环境可能产生的不利影响限制了其大规模生产和应用[8，9]。
负载荧光染料的聚合物纳米材料具有好的生物相容性，并将大量染料包裹在一个纳米粒中，可大大提高检测灵敏度和材料的光稳定性，在单光子荧光成像方面已有广泛应用[10]。近年来，聚合物TPF材料的开发也开始引起注意，目前报道的多以疏水性聚合物包裹TPF染料形成聚合物纳米粒。这种纳米粒中TPF染料以非共价键方式存在，容易造成染料泄漏，同时得到的纳米材料亲水性差，使用时需分散至水溶液中或表面再进行亲水性修饰[11，12]。
聚乙烯亚胺（PEI）有良好的水溶性和生物相容性，是药物传递系统常用的载体材料[13，14]。萘酰亚胺衍生物具有好的荧光性能，如光稳定性，大的Stocks位移和高的荧光强度等，已用于开发测定FSymbolm@@ 、H2S及H2O2等的TPF探针...
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