単一光子吸収アップコンバージョンセルイメージングのためのフォトフルオロミック水分散性ナノ粒子

フォトフルオロクロミックジアリレテン（DAE）分子は、その優れた疲労抵抗と熱安定性のために広く調査されています。しかし、DAEの貧弱な水溶性は、生物学的応用をある程度制限しています。ここでは、ナノ沈着アプローチを使用して両親媒性ポリマーDSPE-MPEG2000によってDAE分子が安定化された2種類の水分散性DAEナノ粒子（DAEI-NPSおよびDAEB-NPS）を報告しました。製造されたナノ粒子は、水溶液中の適切に制御された発光および蛍光の光スイッチスイッチの特性を保持します。これは、紫外線（UV）と可視光の交互照射の下で可逆的にオンとオフになります。さらに、Daeb-NPの閉鎖異性体は、59​​3.5 nmのレーザーで励起されると、ホットバンド吸収ベースの光子包装を実行しました。優れた光物理特性と低い細胞毒性を担い、Daeb-NPは、高励起パワー密度なしで酸素除去のないアップコンバージョン細胞イメージングに適用できました。さらに、イメージングプロセスは、フォトフルオロクロミックナノ粒子を調節することでオンにすることができます。

Photofluorochromic diarylethene (DAE) molecules have been widely investigated due to their excellent fatigue resistance and thermal stability. However, the poor water solubility of DAEs limits their biological applications to some extent. Herein, we reported two kinds of water-dispersible DAE nanoparticles (DAEI-NPs and DAEB-NPs), in which DAE molecules were stabilized by the amphiphilic polymer DSPE-mPEG2000 using the nanoprecipitation approach. The fabricated nanoparticles retain well-controlled luminescence and fluorescence photoswitching properties in aqueous solution, which could be reversibly switched on and off under the alternating irradiation of ultraviolet (UV) and visible light. In addition, the closed-ring isomers of DAEB-NPs performed hot-band-absorption-based photon upconversion when excited by a 593.5 nm laser. Bearing excellent photophysical properties and low cytotoxicity, DAEB-NPs were applicable for upconversion cell imaging without high-excitation power density and free from oxygen removal. Additionally, the imaging process could be switched on by regulating the photofluorochromic nanoparticles.