酸性,塩基性,生物学的環境における個々の炭素ナノチューブからの安定した発光

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー
• バイオフィジックス 生物物理学

背景:

• 単一壁の炭素ナノチューブ (SWNT) の水中サスペンションは,pHと塩分などの環境要因に敏感な光発光を示します.
• この感受性は,様々な生物学的および化学的なシステムにおけるSWNTの実用的な応用を制限しています.
• 安定したSWNTサスペンションの開発は,センシングとイメージングにおけるより広範な使用のために不可欠です.

研究 の 目的:

• 安定した,高度に発光する個別化されたSWNTサスペンションを作成するための戦略を開発する.
• 異なる環境条件 (pH,塩分) の下でSWNTの光発光安定性を調査する.
• 生物イメージングにおけるこれらの安定したSWNTサスペンションの有用性を実証する.

主な方法:

• 硫酸ナトリウムドデシルベンゼン (SDBS) に懸浮したSWNTを,生物互換性のあるポリウニルピロリドン (PVP) と組み合わせる.
• PVPのインシットポリメリゼーションにより,SWNT-SDBSミセルを捕まえて,安定したサスペンションを生成します.
• 1~11のpH範囲と高い塩分度における光発光の安定性を特徴とする.
• 生きたヒト胚性腎臓 (HEK) 細胞の個々の発光SWNTをイメージングする.

主要な成果:

• pH 1から11までの水溶液と塩分濃度の高いバッファで,安定した,高度に発光する個別化されたSWNTを達成した.
• 異なるpH値でのPVPの形態学的変化が光発光の安定性を説明することを示した.
• 生きたHEK細胞の表面に個々の発光SWNTを画像化し,生物互換性と安定性を示しました.

結論:

• SWNT,SDBS,およびin situポリマー化されたPVPの組み合わせは,SWNTサスペンションの安定化のための堅牢な方法を提供します.
• この安定化戦略は,生物系を含む多様な環境におけるSWNTの適用範囲を大幅に拡大します.
• 開発されたSWNTサスペンションは,生細胞などの生物サンプルを高解像度で画像化するための効果的なツールです.