综述:通过表面化学修饰调控近红外二区无机纳米荧光团性能

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Small Methods 9.1

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  本综述系统探讨表面化学修饰对近红外二区(NIR-II)无机纳米荧光团性能的调控作用,重点分析表面配体对量子产率(QY)、激发/发射波长、稳定性、靶向性及生物相容性的优化策略,为推进NIR-II纳米探针的临床转化提供理论依据。

  

近红外二区(NIR-II)成像技术因其在生物组织中的高穿透性和低自发荧光特性,已成为生物医学成像领域的研究热点。无机纳米颗粒作为NIR-II区域最具代表性的荧光发射体,包括量子点、金属团簇、稀土掺杂纳米颗粒和碳基纳米材料等,其光学性能可通过表面化学修饰进行精准调控。

表面功能化:性能优化的关键策略

表面配体工程通过改变纳米颗粒表面化学性质,直接影响其量子产率(QY)和光学稳定性。研究表明,配体分子的极性、链长及官能团类型可调节激发态能量转移过程,进而影响发射波长和荧光强度。例如,硫醇类配体可通过钝化量子点表面缺陷位点,将量子产率提升至原始值的3倍以上。

光学性能的精准调控

表面修饰可改变纳米颗粒的激发与发射特性:疏水性配体能够减少表面淬灭效应,使发射波长红移;而亲水性配体通过形成水合层,显著提升荧光稳定性。值得注意的是,两性离子配体在维持高量子产率的同时,可有效抑制蛋白质非特异性吸附,延长体内循环时间。

生物相容性与靶向性提升

通过嫁接靶向分子(如抗体、多肽),NIR-II纳米探针可实现病灶特异性聚集。聚乙二醇(PEG)修饰可减少网状内皮系统摄取,使肿瘤-背景信噪比提升达8.6倍。此外,羧基、氨基等官能团为后续生物偶联提供反应位点,实现诊疗一体化构建。

临床转化挑战与展望

尽管表面工程显著改善了NIR-II纳米探针的性能,其临床转化仍面临标准化制备、长期毒理学评估等挑战。未来研究应聚焦于智能响应型配体设计、代谢途径调控及多模态成像整合,推动NIR-II成像技术向临床应用迈进。

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