有机纳米材料在非线性光学成像中的应用

发布时间：2024-04-22 05:36

　　在微观尺度上对生物组织进行精准成像和治疗是现代生物医学和临床医学的重大需求。近年来荧光显微技术被广泛应用,但荧光发射过程往往伴随着荧光漂白、光化学毒性、荧光饱和等问题。为了解决上述问题,研究者们将目光着眼于非线性光学成像技术。二次谐波是非线性光学的一个分支,其产生过程不涉及能量吸收,规避了荧光染料的荧光发射过程带来的上述问题;并且在生物成像时,使用近红外二区光进行激发,有较深的生物组织穿透深度。因此,发展二次谐波成像是当前生物光学成像领域迫切的需求。为了增加图像的分辨率和对比度,使用二次谐波纳米探针对活细胞进行标记是目前通用的方法。近年来,大量的无机材料被制备成二次谐波探针,然而考虑到生物相容性、靶向标记能力和代谢特性等,无机探针后续应用潜力不足以与有机探针相比。为了使二次谐波成像成为一种有吸引力的工具,我们发展了RH237、DANS有机纳米晶作为二次谐波探针,应用于活细胞的二次谐波成像。通过纳米晶的制备,能够增加有机分子排列的有序性,提高纳米材料的极化率,增高二次谐波的信号强度。使用再沉淀的制备方法进行有机纳米晶的制备,通过调节包裹基质、投料顺序、有机分子和包裹基质的质量比,发展出一...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1二次谐波原理示意图[4]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-3-保证其分子排列，使得有机材料在纳米尺度下仍有良好的二次谐波性质，是迫切需要进行的研究课题。1.2二次谐波应用于生物医学成像的概述1.2.1二次谐波的原理及装置1.2.1.1二次谐波的产生过程二次谐波，也称倍频，是一种非线性光学过程，是指具有相同....

图1-2SHG显微镜装置示意图及小鼠皮肤成像图[13]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-5-图1-2SHG显微镜装置示意图及小鼠皮肤成像图[13]1.2.2二次谐波的产生介质及其成像特点能够产生二次谐波的非线性介质需要满足以下特点：（1）不具有反演对称中心。在电偶极子近似时，各向同性介质以及具有反演对称中心的样品中产生的电极化强度大小....

图1-3纤维状的胶原蛋白产生SHG信号的原理[13]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-6-且非中心对称的结构，如胶原蛋白、肌动蛋白和微管蛋白，这些结构高度极化，因而能产生SHG信号。在动物体中，胶原蛋白家族作为ECM的主要成分，是最丰富的蛋白质种类。纤维状的胶原蛋白（I型和II型）是高度各向异性的，由胶原三螺旋重复结构紧密排列，其产....

图1-4将BaTiO3纳米晶注射到单细胞阶段的斑马鱼胚胎中，通过二次谐波成像手段持续观测斑马鱼的发育过程[7]

记的干细胞已被证明在近红外二区可以实现1mm以上组织厚度的成像[52]。文献[53]中使用BiFeO3进行了体内免疫细胞的追踪。将负载了BiFeO3纳米粒的巨噬细胞应用于支气管炎小鼠，通过肺部组织切片可以看到巨噬细胞迁移到肺部，并带有BiFeO3纳米粒的二次谐波信号。最近，Qi等....

本文编号：3962000