pH刺激形貌和光学双重响应的发光金纳米粒子组装体及其细胞内成像

超小发光金纳米粒子（AuNPs，d < 3 nm）具有可调的光学性质，同时具有纳米毒性低和体内滞留少的特点，使其在生物医学领域具有较好的应用前景。相比于大尺寸的AuNPs，超小AuNPs与细胞的相互作用比较弱，难以到达特定的亚细胞器，因而限制了其在细胞内成像、定位和追踪等领域的研究。因此，发展新型的组装策略以提高超小发光AuNPs与细胞的相互作用及其在特定亚细胞器内的光学响应性能具有重要的研究意义。

最近，华南理工大学刘锦斌教授（点击查看介绍）课题组以一种常见阳离子聚合物壳聚糖为模板分子制备出具有pH依赖型结构溶胀特性和高灵敏荧光响应的AuNPs组装体。相比于以强阳离子聚合物PEI为模板形成的组装体，这种以等电点为～6.5的壳聚糖为模板进行静电自组装所得到的组装体AuNPs@CS具有灵敏的pH形貌和光学双重响应特性。当pH < 6.5时，AuNPs@CS组装体以球形紧密堆积的状态存在，其粒径为～23.5 nm，组装后其荧光量子产率提高了3倍；当pH > 7.4时， AuNPs@CS组装体发生形貌溶胀且伴随灵敏的荧光减弱响应。

这种静电自组装有效地增强了细胞对超小发光AuNPs的摄取能力，相比于组装前的纳米粒子，细胞对AuNPs@CS组装体的摄取量提高了15倍。此外，在溶酶体中（pH < 6.5）AuNPs@CS组装体荧光增强且表面电荷由负转变为正，可促进纳米粒子实现溶酶体逃逸进入细胞质（pH ～7.4）并伴随着灵敏的光学响应。这种灵敏的光学响应特性可以清楚地指示AuNPs的细胞内吞及其溶酶体逃逸过程。因此，该组装策略可以更好地帮助理解细胞与功能纳米粒子的相互作用，为设计新型具有高效溶酶体逃逸与高灵敏细胞内亚细胞器定位追踪的智能响应型组装材料提供了一种思路。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry上，文章第一作者为华南理工大学博士研究生朱佳仪，通讯作者为华南理工大学刘锦斌教授。

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Self-Assembly of Luminescent Gold Nanoparticles with Sensitive pH-Stimulated Structure Transformation and Emission Response toward Lysosome Escape and Intracellular Imaging

Jiayi Zhu, Kui He, Zhiyi Dai, Lingshan Gong, Tingyao Zhou, Huarun Liang, Jinbin Liu*

Anal. Chem., 2019, 91, 8237-8243. DOI: 10.1021/acs.analchem.9b00877

导师介绍

刘锦斌

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