Введение
1 Обзор литературы Гибридные биомолекулярные фотолюминесцентные на нокомплексы 16
1.1 Введение 16
1.2 Флуоресцентные наноалмазы
1.2.1 Электронная структура и свойств излучения азотно-вакансионного (NV) центра 22
1.2.2 Интерконверсия NV центра 23
1.2.3 Недавний прогресс в производстве и изучении сверхмалых (ультрадисперсных) NV наноалмазов 24
1.2.4 Оптический имиджинг наноалмазов в биологических системах 26
1.3 Нанорубины 28
1.3.1 Методы синтеза нанорубинов 28
1.3.2 Квантовый выход 30
1.4 Антистоксовые нанофосфоры 31
1.4.1 Фотофизика антистоксовых нанофосфоров 31
1.4.2 Синтез антистоксовых нанофосфоров 34
1.4.3 Преимущества антистоксовых нанофосфоров 37
1.4.4 Ограничения антистоксовых нанофосфоров 38
1.4.5 Получение оптических изображений биоструктур, маркированных антистоксовыми нанофосфорами 40
1.5 Процедуры поверхностной модификации наночастиц. Коллоидная стабильность 44
1.5.1 Поверхностная модификация наноалмаза 44
1.5.2 Коллоидные свойства нанорубинов 47
1.5.3 Методы поверхностной модификации гидрофобных антистоксовых нанофосфоров 1.6 Биоконъюгация наночастиц 49
1.7 Заключение главы 52
2 Обзор литературы: Нанотоксикология и трансдермальная кинетика оксида цинка 53
2.1 Введение 53
2.2 Солнцезащитные свойства наночастиц ZnO 55
2.2.1 Общие аспекты защиты от УФ-излучения 55
2.3 Пути проникновения наночастиц 57
2.3.1 Структура кожи - слои и функции 58
2.3.2 Пути проникновения веществ через кожу 59
2.3.3 Физиологические факторы, влияющие на проникновение молекул и частиц в кожу 60
2.3.4 Факторы, повышающие проницаемость
2.4 Методы оценки проницаемости кожи для наночастиц 61
2.4.1 Экспериментальные модели проницаемости кожи 62
2.4.2 Оценка проницаемости и методы анализа 63
2.4.3 Нелинейная оптическая микроскопия 64
2.5 Биотоксичность наночастиц ZnO 66
2.5.1 Оценка токсичности 66
2.5.2 Механизмы токсичности 68
2.6 Заключение главы 69
Результаты и обсуждения Флуоресцентные наноалмазы 70
3.1 Введение 70
3.2 Оптический контраст светорассеяния наноалмазов
3.2.1 Использование светорассеяния для определения размеров наноалмазов 70
3.2.2 Светорассеивающие наноалмазы в клетках 71
3.3 Флуоресцентные наноалмазы 72
3.3.1 Обнаружение активных азотно-вакансионных центров в сверхмалых НА 73
3.3.2 Регистрация и исследование одиночных NV центров в одиночных НА 76
3.3.3 "Мерцание" одиночных NV центров в одиночных НА 78
3.3.4 Влияние среды на свойства флуоресценции и мерцание одиночных NV центров в одиночных наноалмазах 81
3.4 Биоконъюгация флуоресцентных наноалмазов 82
3.4.1 Модульная биоконъюгация НА 83
3.4.2 Визуализация ФНА комплексов в клетках 84
3.5 Заключение главы 85
Нанорубины 88
4.1 Введение 88
4.2 Производство и характеризация нанорубинов
4.2.1 Производство нанорубинов методом фемтосекундной лазерной абляции 89
4.2.2 Производство нанорубинов и нанокорундов в шаровой мельнице 90
4.2.3 Коллоидная стабильность нанорубинов и нанокорундов 94
4.2.4 Поверхностная модификация нанокорундов 95
4.2.5 Тестирование цитотоксичности нанокорундов
4.3 Фотолюминесцентные свойства нанорубинов 98
4.4 Демонстрация применений нанорубинов в биологии
4.4.1 Бесфоновая визуализация нанорубинов 100
4.4.2 Динамический имиджинг нанорубинов в клетке. Трекинг 104
4.5 Заключение главы 106
Антистоксовые нанофосфоры 108
5.1 Введение 108
5.2 Синтез и измерения характеристик антистоксовых нанофосфоров
5.2.1 Синтез антистоксовых нанофосфоров 109
5.2.2 Измерение коэффициента конверсии НАФ ПО
5.3 Получение гибридных комплексов на основе антистоксовых нанофосфоров 113
5.3.1 Модификация поверхности антистоксовых нанофосфоров 113
5.3.2 Цитотоксичность поверхностно-модифицированных антистоксовых нанофосфоров 116
5.3.3 Биоконъюгация антистоксовых нанофосфоров 120
5.4 Изучение границ применений антистоксовых нанофосфоров в биологическом зондировании и имиджинге 122
5.4.1 Визуализация одиночного антистоксового нанофосфора в крови 122
5.4.2 Чувствительность зондирования опухоли, маркированной НАФ 124
5.4.3 Применение НАФ для изучения трансдермальной диффузии наночастиц 126 5.5 Заключение главы 129
6 Трансдермальный транспорт наночастиц оксида цинка 131
6.1 Введение 131
6.2 Прижизненная нелинейная оптическая микроскопия наноразмерного оксида цинка 1 6.2.1 Флуоресцентная микроскопия времени жизни, как метод контрастирования НЧ ZnO 134
6.2.2 Количественная оценка распределения НЧ ZnO в коже 137
6.2.3 Флуоресцентная микроскопия других НЧ в коже in vitro: квантовые точки 137
6.2.4 Метод восстановления флуоресценции после фотообесцвечивания для оценки локальной диффузии в коже 1 6.3 Возможные токсикологические последствия растворения наночастиц ZnO на поверхности кожи 144
6.4 Заключение главы 146
7 Маркирование и оптический имиджинг клеточных структур и процессов с использованием фотолюминесцентных наночастиц 148
7.1 Введение 148
7.2 Разработка подходов для сборки гибридных биомолекулярных фотолюминесцентных нанокомплексов 149
7.3 Неспецифическое накопление наночастиц (квантовых точек) в клетках 149
7.4 Специфическая интернализация в клетках на примере активации лигандом со-матостатином 152
7.5 Специфическая иммобилизация на клетках гибридных сборок антистоксовых нанофосфоров-мини-антител 156
7.6 Специфическая интернализация на клетках гибридных сборок нанорубин-DARPin-miniSOG 157
7.7 Предварительные результаты применения фотолюминесцентных наносборок для оптического имиджинга в животных моделях 158
7.7.1 Модель куриного эмбриона 158
7.7.2 Визуализация накопления БиоНАФ в опухоли мыши 161
Заключение 162
Благодарности 167
Литература
