殼聚糖包裹AgInS2的物理表征及生物毒性研究

張曉凡,劉麗煒,鄒 鵬,胡思怡,王 玥,張喜和

(長春理工大學(xué)理學(xué)院,吉林長春 130022)

殼聚糖包裹AgInS2的物理表征及生物毒性研究

張曉凡,劉麗煒*,鄒 鵬,胡思怡,王 玥,張喜和

(長春理工大學(xué)理學(xué)院,吉林長春 130022)

選用天然多糖中唯一的堿性多糖——?dú)ぞ厶亲鳛榉€(wěn)定劑和包裹劑,成功合成了水溶性的AgInS2量子點(diǎn)/低分子量殼聚糖納米復(fù)合材料(AgInS2/LCSMS)。利用透射電子顯微鏡(TEM)、FT-IR傅里葉紅外光譜儀、紫外吸收光譜、熒光分光光度計(jì)等表征手段對納米復(fù)合材料的形貌、化學(xué)組成及光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的粒徑約為5～6 nm,在水相中仍具有較穩(wěn)定的發(fā)光。之后,對AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的生物相容性進(jìn)行了研究,對比AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料與AgInS2量子點(diǎn)的細(xì)胞活性測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的細(xì)胞活性比AgInS2量子點(diǎn)有了明顯的提高,說明通過低分子量殼聚糖的包裹可以明顯提高納米材料的生物相容性。因此,這類具有較好水溶性和生物相容性的熒光AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料可作為優(yōu)良的生物熒光標(biāo)記材料在生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、細(xì)胞以及活體成像研究中有廣泛的應(yīng)用前景。

低分子量殼聚糖;AgInS2量子點(diǎn);毒性

1 引 言

量子點(diǎn)(Quantum dots,QDs)是一種半徑小于或接近于激子玻爾半徑,能夠接受激發(fā)光產(chǎn)生熒光的半導(dǎo)體納米顆粒,其小尺寸使得準(zhǔn)連續(xù)的能帶演變?yōu)轭愃朴诜肿拥姆至⒛芗?jí)結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出強(qiáng)的量子限域效應(yīng),使材料的光學(xué)、電學(xué)等性質(zhì)可調(diào)諧,從而具有一系列新異的光電性能。目前取得主要研究進(jìn)展所用的量子點(diǎn)為二元CdSe、PbS等,但其含有毒性重金屬Cd、Pb等元素,不符合當(dāng)前對環(huán)保、環(huán)境友好型材料的戰(zhàn)略要求,限制了其在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。而新型三元Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族半導(dǎo)體量子點(diǎn)AgInS2(AIS)、CuInS2(CIS)不僅具備了量子點(diǎn)所具有的優(yōu)異性能,而且以其低毒環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),有望取代Cd系量子點(diǎn)在各領(lǐng)域的應(yīng)用[1]。本實(shí)驗(yàn)采用無毒的殼聚糖作為穩(wěn)定劑和包裹劑,對AgInS2量子點(diǎn)進(jìn)行包裹,還可以達(dá)到降低AgInS2量子點(diǎn)的毒性、提高生物相容性的目的。

殼聚糖是自然界存在的唯一堿性多糖,其學(xué)名為β-(1.4)-2-氨基-2-脫氧-D葡聚糖?？捎尚?、蝦殼中的甲殼素經(jīng)脫乙?；磻?yīng)而制得。其資源豐富,安全無毒,具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和易于化學(xué)修飾、生物可相容性和可再生性等功能。它的胺基極易形成四級(jí)胺正離子,有弱堿性陰離子交換作用。殼聚糖在酸性溶液中會(huì)溶解,穩(wěn)定性差[2-3]。將殼聚糖進(jìn)行交聯(lián)制成殼聚糖微球[4,5],不但可提高其穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度,而且使其易與介質(zhì)分離,有利于其在醫(yī)學(xué)、食品、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用[6]。殼聚糖是制備微球的良好材料,在生物醫(yī)學(xué)[7]、藥學(xué)[8-12]以及固定酶或細(xì)胞[13-14]等領(lǐng)域倍受專家青睞。微球能保護(hù)包埋物免受外界環(huán)境影響,以及屏蔽味道、顏色或氣味,降低揮發(fā)性和毒性,控制可持續(xù)釋放等多種作用。近年來,微球已被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥和食品等多個(gè)領(lǐng)域[15]。

本文對低分子量殼聚糖微球包裹AgInS2量子點(diǎn)(AgInS2/LCSMS)進(jìn)行了研究。AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料不僅具備殼聚糖良好的生物相容性、低毒性、生物可降解性,有抗菌、防腐、止血和促進(jìn)傷愈合等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具備新型三元量子點(diǎn)獨(dú)特的光學(xué)性能,如發(fā)光性質(zhì)尺寸可調(diào)、斯托克斯位移大、發(fā)光效率高、發(fā)光穩(wěn)定性好等[16]。AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料在改善量子點(diǎn)毒性的同時(shí),增強(qiáng)了其在水溶液中的穩(wěn)定性,使量子點(diǎn)更加符合體內(nèi)分析的要求?？梢詫⑵鋺?yīng)用于載藥系統(tǒng)、基因載體及生物探針等生命科學(xué)領(lǐng)域,并且具有廣闊的前景。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 儀器與試劑

儀器：F-4500熒光分光光度計(jì)(美國安捷倫公司);UV-3010紫外可見近紅外分光光度計(jì)(美國安捷倫公司);UB-7型pH計(jì);HS4型加熱磁力攪拌器;熒光倒置顯微鏡(德國萊卡公司);FT-IR傅里葉紅外光譜儀(Thermo Scientific Nicolet iS50);高倍透視電鏡(FEITecnai G2 S-Twin);酶標(biāo)儀(Infinite M200 Pro,瑞士,TECAN公司);穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀(FLS980)。

試劑：硝酸銀(AgNO3);油胺(Oleylamine);硬脂酸(Stearic Acid);油酸(Oleic Acid);硫粉(Sulfur powber);醋酸銦(Indiumacetate);正十二烷基硫醇(1-Dodecanethiol);十八烯(1-Octadecene);F127;殼聚糖;NaOH(AR);三聚磷酸鈉(TPP);醋酸;1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二胺鹽酸鹽(EDC);PBS緩沖液(Thermo)。其他藥品均是分析純,所有溶液均用HPLC水配制。

2.2 AgInS2(AIS)量子點(diǎn)的制備

將硝酸銀和醋酸銦按1:1的摩爾比混合一起放入100 mL三叉瓶中,加入15 mL十八烯、2 mL油酸和2 mL正十二烷基硫醇,攪拌加熱至150℃,反應(yīng)20 min后作為前驅(qū)體。將196 mg的硫溶于6mL油胺中,待硫元素全部溶解,取3mL快速注入前驅(qū)體中,將反應(yīng)溫度設(shè)置為170℃反應(yīng)20 min獲得油性AgInS2量子點(diǎn)。然后再用F127進(jìn)行轉(zhuǎn)水,得到水性AgInS2量子點(diǎn)。

2.3 低分子量殼聚糖(LCS)的制備

500 mg殼聚糖溶解在10 mL 2%的醋酸溶液中,逐滴加入5 mL 6%的H2O2溶液,在40℃水浴降解。每隔數(shù)小時(shí)取一定量溶液,用2 mol/L的NaOH溶液調(diào)至pH=6.8,過濾雜質(zhì)。用3～5倍的乙醇析出沉淀,得到低分子量殼聚糖。冷藏24 h后,干燥備用。

2.4 低分子量納米熒光探針(AgInS2/LCSMS)的制備

我們利用離子交聯(lián)法來制備殼聚糖微球。離子交聯(lián)法就是在離子交聯(lián)劑的作用下,大分子鏈間通過化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)起來,形成網(wǎng)狀或體形結(jié)構(gòu)高分子的方法。本實(shí)驗(yàn)采用的交聯(lián)劑為三聚磷酸鈉(TPP)。三聚磷酸鈉與殼聚糖的交聯(lián)原理如圖1所示。取10 mg已制得的低分子量殼聚糖溶于2%的醋酸溶液中得到溶液A。將已制得的水性AgInS2量子點(diǎn)加入到pH=6.8的PBS緩沖液中,再加入10 mg EDC,在劇烈攪拌和TPP作用下,將PBS溶液緩慢滴加到溶液A中,制得AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料。

圖1 殼聚糖與三聚磷酸鈉(TPP)的結(jié)合過程Fig.1 Combination of chitosan and the TPP process

圖2 AgInS2量子點(diǎn)(a)和AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料(b)的TEM圖像,插圖為它們的粒徑分析測試結(jié)果。Fig.2 TEM images of AgInS2QDs(a)and AgInS2/LCSMS nanocomposites(b).Insets are their size test results.

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品形貌

利用透射電子顯微鏡(TEM)觀察AgInS2量子點(diǎn)、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的形貌,結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯鯝gInS2量子點(diǎn)、AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料均具有良好的分散性,形貌規(guī)則,都為近似球形。圖2(a)顯示,制得的AgInS2量子點(diǎn)具有均一的粒徑分布,約為3～4 nm。由圖2(b)得知,AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的粒徑約為5～6 nm。與未包裹的AgInS2量子點(diǎn)相比,AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的粒徑變大,說明殼聚糖已包裹在量子點(diǎn)表面。

3.2 紅外光譜

為了更好地證明AgInS2量子點(diǎn)已與殼聚糖復(fù)合,我們對殼聚糖(CS)、氧化降解后的低分子殼聚糖(LCS)和包裹AgInS2量子點(diǎn)后的AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料以及AgInS2量子點(diǎn)進(jìn)行了KBr壓片紅外光譜測試,測試結(jié)果如圖3所示。觀察發(fā)現(xiàn),CS、LCS、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料中均存在殼聚糖的幾個(gè)特征峰,如3 440.5 cm-1處為形成氫鍵締合的O—H伸縮振動(dòng)吸收峰與N—H振動(dòng)吸收峰重疊的多重吸收峰,2 880.3 cm-1處為C—H伸縮吸收峰,1 650.7 cm-1處為酞胺特征吸收峰。從CS和LCS對比結(jié)果得出, 3 440.5 cm-1處的N—H伸縮振動(dòng)等主要峰的位置在殼聚糖降解前后都無變化,只是隨殼聚糖相對分子質(zhì)量的降低各峰峰強(qiáng)有所變化,表明降解過程中并沒有破壞殼聚糖的結(jié)構(gòu)。從LCS和AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的對比結(jié)果得出,在3 440.5 cm-1處的寬峰是N—H和O—H伸縮吸收峰,峰位置從3 440.5 cm-1移到了3 451.7 cm-1處,而且強(qiáng)度減小。并且,在1 650.7 cm-1和1 590.6 cm-1處分別是殼聚糖的酞胺Ⅰ和酞胺Ⅱ譜帶或氨基的彎曲振動(dòng),而AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料在此處減弱,是由于殼聚糖的氨基與AgInS2量子點(diǎn)反應(yīng)掉一部分,氨基減少的緣故[17]。此外,AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料和AgInS2量子點(diǎn)相比,AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料在1 250.9 cm-1等處都出現(xiàn)了AgInS2量子點(diǎn)的特征峰。通過對LCS、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料和AgInS2量子點(diǎn)對比得知,AgInS2量子點(diǎn)已與殼聚糖成功復(fù)合。

圖3 殼聚糖、低分子殼聚糖、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料、AgInS2量子點(diǎn)的紅外光譜。Fig.3 Infrared spectra of CS,LCS,AgInS2/LCSMS,and AgInS2QDs,respectively.

3.3 紫外吸收及發(fā)射光譜

圖4分別為AgInS2量子點(diǎn)和AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的紫外吸收光譜和發(fā)射光譜。從圖4(a)可以看出,AgInS2量子點(diǎn)和AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的紫外吸收光譜均為寬而且連續(xù)的譜帶,而且AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料對AgInS2量子點(diǎn)的吸收影響并不顯著。之后,利用熒光分光光度計(jì)對殼聚糖包裹AgInS2量子點(diǎn)熒光發(fā)射強(qiáng)度的影響進(jìn)行測試研究。設(shè)定激發(fā)波長為450 nm,激發(fā)和發(fā)射縫寬都為5 nm。從圖4(b)可以看出,殼聚糖包裹AgInS2量子點(diǎn)后的AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度有所降低,其原因有以下幾點(diǎn)：(1)殼聚糖包裹AgInS2量子點(diǎn)后,會(huì)造成AgInS2量子點(diǎn)的團(tuán)聚,而AgInS2量子點(diǎn)間的距離會(huì)影響到AgInS2量子點(diǎn)的熒光信號(hào)從而導(dǎo)致發(fā)光減弱;(2)殼聚糖包裹AgInS2量子點(diǎn)前后pH值發(fā)生了變化,包裹修飾后的pH值降低,庫倫作用力減小,導(dǎo)致振動(dòng)劇烈,不穩(wěn)定,進(jìn)而發(fā)生猝滅,證明殼聚糖已與AgInS2量子點(diǎn)成功復(fù)合。

圖4 AgInS2量子點(diǎn)、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的紫外吸收光譜(a)和發(fā)射光譜(b)。Fig.4 Absorption(a)and fluorescence(b)spectra of AgInS2QDs and AgInS2/LCSMS nanocomposites, respectively.

3.4 熒光壽命

熒光壽命是是衡量量子點(diǎn)熒光特性的一個(gè)重要物理參量。依據(jù)半導(dǎo)體物理理論,不同的晶格電子躍遷會(huì)直接影響瞬態(tài)熒光發(fā)射,量子點(diǎn)是半導(dǎo)體材料,量子點(diǎn)表面態(tài)的不同具有不同的電子能級(jí),會(huì)表現(xiàn)出不同的晶格缺陷及電子躍遷復(fù)合,從而影響熒光衰減過程,宏觀體現(xiàn)的就是量子點(diǎn)的熒光壽命值不相同。納米材料的熒光壽命在納秒量級(jí),有長壽命和短壽命之分。下面的指數(shù)衰減函數(shù)較好地?cái)M合了光致發(fā)光衰減曲線：

R(t)=A1e(-t/τ1)+A2e(-t/τ2)+A3e(-t/τ3), (1)其中R(t)是延遲時(shí)間t時(shí)的光致發(fā)光強(qiáng)度,A1、A2和A3是振幅,τ1、τ2和τ3是壽命[18-20]。為了獲得更多的物理信息,我們利用穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀(FLS980)對所制得的AgInS2量子點(diǎn)及AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料進(jìn)行熒光壽命測試。結(jié)果如圖5所示。

圖5為AgInS2量子點(diǎn)、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的熒光衰減曲線,其衰減趨勢大致相同。該衰減曲線可以用給出的公式擬合,結(jié)果見表1。從表中可以看出,與AgInS2量子點(diǎn)相比,AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料的熒光壽命有所減小。原因之一是殼聚糖包覆后,復(fù)合物表面有了聲子能量較高的基團(tuán),使材料的無輻射躍遷幾率明顯增加,降低了復(fù)合物中量子點(diǎn)的能級(jí)壽命;原因之二是殼聚糖的包覆造成了少量量子點(diǎn)的熒光猝滅。同時(shí),壽命變短也是指發(fā)光強(qiáng)度衰減到1/e時(shí)所需的時(shí)間變短,這說明電子在激發(fā)態(tài)上的布居數(shù)有所減少,這個(gè)結(jié)果與圖4 AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的熒光減弱是一致的。

圖5 AgInS2量子點(diǎn)(a)和AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料(b)的熒光衰減曲線Fig.5 Fluorescence decay curves of AgInS2QDs(a)and AgInS2/LCSMSnanocomposites(b)

表1 AgInS2量子點(diǎn)和AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的熒光壽命指數(shù)擬合結(jié)果Table 1 Exponential fitting results of the fluorescence lifetime of AgInS2and AgInS2/LCSMS

3.5 AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的細(xì)胞成像

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的生物相容性,我們利用熒光倒置顯微鏡對注入AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞成像測試,觀測AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料所產(chǎn)生的熒光信號(hào)。將100μL濃度為3 mg/mL的AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料注入培養(yǎng)好的細(xì)胞內(nèi),再放回培養(yǎng)箱,4 h后取出,利用pH值為7的 PBS水清洗細(xì)胞2次,每次注入2 mL PBS水,最后再加入2 mL PBS水,以便在測試時(shí)細(xì)胞能夠正常存活。利用熒光倒置顯微鏡進(jìn)行細(xì)胞成像測試,觀測AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料所產(chǎn)生的熒光信號(hào)。圖6為AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料進(jìn)入細(xì)胞后的細(xì)胞成像。

圖6 AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料熒光倒置顯微鏡成像Fig.6 Fluorescent inverted microscope images of AgInS2/LCSMS nanocomposites

從圖6中可以看出,發(fā)出紅色熒光信號(hào)的是AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料,很多AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料已經(jīng)順利進(jìn)入細(xì)胞表層中。通過熒光倒置顯微鏡可以清楚檢測到AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的熒光信號(hào),而且細(xì)胞形態(tài)完好仍處于生長狀態(tài),AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料也可以正常發(fā)射熒光。這表明在AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料進(jìn)入細(xì)胞表層的過程中沒有對細(xì)胞造成嚴(yán)重?fù)p害,AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料本身的特性也未受到影響。

圖7 乳腺癌細(xì)胞在注入AgInS2量子點(diǎn)、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料24 h(a)、48 h(b)后的細(xì)胞活性。Fig.7 Viability of the breast cancer cells after AgInS2QDs or AgInS2/LCSMSnanocomposites injection 24 h(a) and 48 h(b)

3.6 毒性測試

為了檢驗(yàn)該探針是否在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有實(shí)用性,我們不僅應(yīng)該關(guān)注它的光學(xué)性質(zhì),也應(yīng)該考察其細(xì)胞毒性。只有低毒性的探針才有更大的應(yīng)用價(jià)值。我們通過細(xì)胞活性(MTT)方法來檢測相關(guān)納米材料毒性對細(xì)胞的活性影響,利用乳腺癌細(xì)胞測其毒性并討論了AgInS2量子點(diǎn)和AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料在不同濃度與細(xì)胞共同培養(yǎng)后經(jīng)過24 h、48 h對細(xì)胞毒性的影響。圖7是在細(xì)胞中注入同等體積的AgInS2量子點(diǎn)以及包裹同等濃度AgInS2量子點(diǎn)的AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料在24 h和48 h之后的細(xì)胞活性測試。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,注入兩種納米材料24 h之后,細(xì)胞活性均保持在80%以上;注入兩種納米材料48 h之后,細(xì)胞活性仍可保持在60%以上。這說明AgInS2量子點(diǎn)和AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料對細(xì)胞的毒性很低,兩種納米材料均未對細(xì)胞造成損傷。而且從圖中可以看出,相對于AgInS2量子點(diǎn),AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料對細(xì)胞活性的影響更小。

圖8(a)、(b)為AgInS2量子點(diǎn)、AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料24 h后的細(xì)胞形貌,圖8(c)、(d)為兩種納米材料注入48 h之后的的細(xì)胞形貌。細(xì)胞培養(yǎng)的時(shí)間越長,量子點(diǎn)和納米復(fù)合材料就會(huì)被吸收得越多,所以如果納米材料有一定的毒性,細(xì)胞就會(huì)相繼死亡。從圖8可以看到,在整個(gè)觀察過程中,細(xì)胞形態(tài)都正常,沒有出現(xiàn)細(xì)胞變圓、皺縮、碎裂,說明探針的毒性很小。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料具有很強(qiáng)的生物相容性,其產(chǎn)生的微弱毒性并未對細(xì)胞造成損害,可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)檢測中。

圖8 乳腺癌細(xì)胞在注入AgInS2量子點(diǎn)、AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料后的細(xì)胞成像。(a)AgInS2量子點(diǎn), 24 h;(b)AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料,24 h;(c) AgInS2量子點(diǎn),48 h;(d)AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料,48 h。Fig.8 Images of the cells with AgInS2QDs or AgInS2/ LCSMSnanocomposites injection.(a)AgInS2QDs, 24 h.(b)AgInS2/LCSMS nanocomposites,24 h. (c)AgInS2QDs,48 h.(d)AgInS2/LCSMSnanocomposites,48 h.

4 結(jié) 論

利用水溶性的AgInS2量子點(diǎn)與殼聚糖合成了AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料。所制得的AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的粒徑為5～6 nm,分布均勻。殼聚糖的降解并沒有破壞殼聚糖的結(jié)構(gòu)。AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料的熒光壽命為21.451 4 ns。所制得的AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料能夠進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部,對細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記,并且沒有對細(xì)胞造成嚴(yán)重的損害。AgInS2/ LCSMS納米復(fù)合材料的細(xì)胞活性比AgInS2量子點(diǎn)有了明顯的提高,說明通過低分子量殼聚糖的包裹可以明顯提高納米材料的生物相容性。研究結(jié)果表明,這類具有較好水溶性和生物相容性的熒光AgInS2/LCSMS納米復(fù)合材料可作為優(yōu)良的生物熒光標(biāo)記材料應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、細(xì)胞以及活體成像方面。

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張曉凡(1990-),女,河北滄州人,碩士研究生,2013年于長春理工大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位,主要從事生物光子學(xué)與納米光子學(xué)方面的研究。

E-mail：xiaofan0931301@163.com

劉麗煒(1979-),女,吉林長春人,博士,博士生導(dǎo)師,2013年于長春理工大學(xué)獲得博士學(xué)位,主要從事納米光子學(xué)與生物光子學(xué)方面的研究。

E-mail：

llw_cust@163.com

Physical Characterization and Biological Toxicity of Chitosan-capped AgInS2Quantum Dots

ZHANG Xiao-fan,LIU Li-wei*,ZOU Peng,HU Si-yi,WANG Yue,ZHANG Xi-he

(School ofScience,Changchun University ofScience and Technology,Changchun 130022,China) *Corresponding Author,E-mail：liulw@cust.edu.cn

The water-soluble AgInS2quantum dots/low molecular weight chitosan nanocomposites (AgInS2/LCSMS)were successfully synthesized.Natural polysaccharide in alkaline polysaccharide——Chitosan was used as stabilizer and capped agent.The structure,chemical composition,and optical properties of AgInS2/LCSMS nanocompositeswere studied by transmission electron microscopy(TEM), Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR),fluorescencemicroscope,fluorescence spectrophotometer,and UV-Vis absorption spectroscopy,etc.The results show that the particle diameter of AgInS2/ LCSMSnanocomposites is about5-6 nm,and they are still have a relatively stable luminescence in the water phase.In addition,we studied the biological compatibility of the AgInS2/LCSMSnanocomposites. Compared with pure AgInS2quantum dots,the cell activity of AgInS2/LCSMSnanocomposites has an obvious improvement.It shows that lowmolecularweight chitosan wrapping can obviously improve the biocompatibility of the nanometermaterials.Therefore,this kind of AgInS2/LCSMS fluorescentnanocompositeswith good water solubility and biological compatibility show significant value for potential applications in biomedicine test,biolabel,cell and in vivo imaging studies.

low molecular weight chitosan;AgInS2quantum dots;toxicity

O482.31

：ADOI：10.3788/fgxb20153610.1118

1000-7032(2015)10-1118-08

2015-06-15;

2015-08-12

國家自然科學(xué)基金(11204020);吉林省國際納米光子學(xué)與生物光子學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支撐項(xiàng)目(20140622009JC);國防預(yù)研究基金(62201070711)資助項(xiàng)目