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Pluronic-loaded Silver Nanoparticles/Photosensitizers Nanohybrids: Influence of the Polymer Chain Length on Metal-enhanced Photophysical Properties
Photochemistry and Photobiology ( IF 2.6 ) Pub Date : 2021-07-26 , DOI: 10.1111/php.13492 Danielle Ramos Mota 1 , Giovanni Alexsander Silva Lima 1 , Hueder Paulo Moisés de Oliveira 2 , Diogo Silva Pellosi 1
Photochemistry and Photobiology ( IF 2.6 ) Pub Date : 2021-07-26 , DOI: 10.1111/php.13492 Danielle Ramos Mota 1 , Giovanni Alexsander Silva Lima 1 , Hueder Paulo Moisés de Oliveira 2 , Diogo Silva Pellosi 1
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Silver nanoparticles (AgNPs) are incredibly versatile nanostructures that more recently have been exploited to create advanced optoelectronic materials due enhancement of local magnetic field after its irradiation. However, the use of AgNPs as nanoantennas to amplify photophysical properties of close photosensitizer (PS) molecules in photodynamic therapy is still underexplored. The reason for that is the difficulty to control crucial parameters such as silver-PS distance in aqueous solution. In this scenario, here we propose a nanohybrid system where AgNP/PS distance is controlled by a thin layer of different Pluronic copolymers. The controllable distance and aqueous stability of proposed nanohybrids allow a tunable enhancement of fluorescence emission and singlet oxygen generation of some selected PS molecules. A detailed mechanism investigation demonstrated that the observed metal-enhanced photophysics is due to magnetic field enhancement close to AgNP surface (AgNP/PS distance-controlled effect) and the resonant coupling of AgNP hot electrons and HOMO-LUMO energies of the PS (AgNP/PS spectral overlap-controlled effect). These results show that the rational design in engineering new nanohybrid structures allowed photophysical improvement of PS molecules in aqueous solution in a tunable way and point out Pluronic-based AgNP/PS nanohybrids as a smart material for further developments aiming at theranostic applications in photodynamic therapy.
中文翻译：
Pluronic 负载银纳米粒子/光敏剂纳米杂化物：聚合物链长对金属增强光物理性质的影响
银纳米粒子 (AgNPs) 是一种非常通用的纳米结构，由于其辐照后局部磁场的增强，最近已被用于制造先进的光电材料。然而，在光动力治疗中，使用 AgNPs 作为纳米天线来放大紧密光敏剂 (PS) 分子的光物理特性仍未得到充分探索。其原因是难以控制关键参数，例如水溶液中的银-PS 距离。在这种情况下，我们提出了一种纳米混合系统，其中 AgNP/PS 距离由不同 Pluronic 共聚物的薄层控制。所提出的纳米杂化物的可控距离和水稳定性允许一些选定的 PS 分子的荧光发射和单线态氧生成的可调增强。详细的机制研究表明，观察到的金属增强光物理学是由于靠近 AgNP 表面的磁场增强（AgNP/PS 距离控制效应）和 AgNP 热电子与 PS 的 HOMO-LUMO 能量的共振耦合（AgNP/ PS光谱重叠控制效应）。这些结果表明，工程新纳米杂化物结构的合理设计允许以可调节的方式对水溶液中的 PS 分子进行光物理改进，并指出基于 Pluronic 的 AgNP/PS 纳米杂化物是一种智能材料，可用于进一步开发光动力治疗中的治疗诊断应用。
更新日期：2021-07-26
中文翻译：
Pluronic 负载银纳米粒子/光敏剂纳米杂化物：聚合物链长对金属增强光物理性质的影响
银纳米粒子 (AgNPs) 是一种非常通用的纳米结构，由于其辐照后局部磁场的增强，最近已被用于制造先进的光电材料。然而，在光动力治疗中，使用 AgNPs 作为纳米天线来放大紧密光敏剂 (PS) 分子的光物理特性仍未得到充分探索。其原因是难以控制关键参数，例如水溶液中的银-PS 距离。在这种情况下，我们提出了一种纳米混合系统，其中 AgNP/PS 距离由不同 Pluronic 共聚物的薄层控制。所提出的纳米杂化物的可控距离和水稳定性允许一些选定的 PS 分子的荧光发射和单线态氧生成的可调增强。详细的机制研究表明，观察到的金属增强光物理学是由于靠近 AgNP 表面的磁场增强（AgNP/PS 距离控制效应）和 AgNP 热电子与 PS 的 HOMO-LUMO 能量的共振耦合（AgNP/ PS光谱重叠控制效应）。这些结果表明，工程新纳米杂化物结构的合理设计允许以可调节的方式对水溶液中的 PS 分子进行光物理改进，并指出基于 Pluronic 的 AgNP/PS 纳米杂化物是一种智能材料，可用于进一步开发光动力治疗中的治疗诊断应用。
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