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荧光成像技术被广泛用于医学诊断和生物学领域。合理选择波长是成像的关键。与可见光比较,处于“光学窗”的近红外光具有组织穿透力强、信噪比高等优点,可获得组织深处的结构和功能信息,因此常被用于组织成像。在荧光成像中常将荧光素与载体结合构建荧光探针,纳米材料是常用的载体。与其他纳米材料比较,聚丙烯酰胺纳米材料因具有良好的生物相容性、表面官能团易控等优点而成为荧光素的理想载体。构建荧光探针时,荧光素和载体的固有性质均可能受交联作用的影响。另外,如果将多种荧光素结合到同一载体上,空间位阻可能导致荧光淬灭。为了解决这些问题,本研究尝试制备一种具有自发荧光属性的聚丙烯酰胺纳米粒子。本研究中,我们首先制备了封装ε-聚赖氨酸的聚丙烯酰胺纳米粒子(PAAPLNPs),之后用戊二醛交联PAAPLNPs,制备了具有自发荧光的PAAPLNPs(fPAAPLNPs)。fPAAPLNPs是粒径均一、单分散的纳米粒子,平均粒径为16.04±2.05nm;表面电荷为16.4 mV;具有较强的吸水能力,亲水性好。光谱分析表明fPAAPLNPs具有明显的520 nm和732 nm发射峰。NaBH4还原反应和红外光谱分析表明,fPAAPLNPs的荧光属性主要与C=N和C=C键有关。为了探究fPAAPLNPs与细胞的相互作用及细胞成像效果,我们用fPAAPLNPs处理了 RAW264.7、HepG2、Hepa1-6三种细胞。结果表明fPAAPLNPs具有很好的细胞内化及成像效果。荧光显微镜成像结果表明,fPAAPLNPs处理的细胞胞内呈现显著的红色及绿色荧光。近红外荧光(NIRF)扫描结果表明,fPAAPLNPs处理的细胞在700 nm处具有较强的NIRF信号,在800nm处的NIRF信号较弱。流式细胞分析表明,细胞内荧光随培养液中fPAAPLNPs浓度及孵育时间的增加而增强;同一浓度处理相同时间,RAW264.7胞内荧光最强,其次为Hepa1-6,HepG2最弱。细胞内荧光强弱与细胞吞噬fPAAPLNPs的量有关。CCK-8法测得细胞的半数致死量LD50分别为:6 mg/mL(RAW264.7)、7.5 mg/mL(Hepa1-6)、9 mg/mL(HepG2),说明 fPAAPLNPs 具有良好的生物相容性。裸鼠体内的NIRF成像结果显示:fPAAPLNPs可在体内有效成像,信噪比高。fPAAPLNPs经尾静脉进入血液后,被动靶向富集到肝脏,少量透过血脑屏障,随后被代谢清除。fPAAPLNPs的剂量达126 mg/kg体重时,裸鼠的活力仍不受影响,表明fPAAPLNPs具有良好的体内生物相容性。裸鼠尾部皮下注射fPAAPLNPs,少量被吸收进入血液,随后被清除;其余fPAAPLNPs残留皮下,注射后24天,其荧光未衰减,表明fPAAPLNPs在体内具有良好的荧光稳定性。利用fPAAPLNPs还可监测肿瘤生长。