聚集誘導(dǎo)發(fā)光染料的非線性光學(xué)性質(zhì)研究及生物成像應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代光學(xué)生物成像技術(shù)的發(fā)展，新型納米熒光探針的合成和開發(fā)，發(fā)光材料光學(xué)性質(zhì)的研究，先進(jìn)光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面正受到科學(xué)家們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）染料由于其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)，近年來(lái)已成為一類擁有巨大應(yīng)用前景的熒光探針。本文基于三種具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的納米熒光探針，詳細(xì)研究了它們的多光子及其他非線性光學(xué)特性，并結(jié)合特性設(shè)計(jì)多光子熒光成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了其在細(xì)胞、組織、活體血管、斑馬魚等層面的多光子熒光功能性成像。
　

2、　論文第一部分，基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料TPE-TPP，詳細(xì)研究了其多光子熒光特性，并利用其作為熒光探針，比較了在1020nm和810nm飛秒激光激發(fā)下的三光子和雙光子熒光成像技術(shù)的優(yōu)劣，提出了基于TPE-TPP的三光子熒光成像技術(shù)的多種優(yōu)勢(shì)，包括高抗光漂白性、低光損傷、高空間分辨率、高信號(hào)背景比。并利用TPE-TPP的三光子熒光成像，實(shí)時(shí)、高靈敏度地觀測(cè)了細(xì)胞內(nèi)線粒體膜電位的變化趨勢(shì)。
　　此外，利用TPE-TPP可標(biāo)記神經(jīng)元細(xì)胞和

3、小鼠腦部小膠質(zhì)細(xì)胞的特點(diǎn)，通過(guò)微注射手術(shù)，實(shí)現(xiàn)了740nm飛秒激光激發(fā)下的活體小鼠腦部小膠質(zhì)細(xì)胞的實(shí)時(shí)長(zhǎng)時(shí)間雙光子熒光成像觀察。并對(duì)腦組織切片進(jìn)行了三光子熒光成像，獲得高質(zhì)量成像效果，這對(duì)于活體深層神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)研究具有很大意義和應(yīng)用前景。
　　論文第二部分，基于具有大π共軛分子結(jié)構(gòu)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料TTF，首先，研究了其在不同極性溶劑中的發(fā)光性質(zhì)。其次，詳細(xì)研究了其在溶于有機(jī)溶劑、固體、納米聚集體三種狀態(tài)下的非線性光學(xué)性質(zhì)，包括

4、雙、三、四光子熒光，三、五倍頻信號(hào)。并基于實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，首次提出了“三倍頻誘導(dǎo)三光子熒光產(chǎn)生”，“聚集誘導(dǎo)三倍頻增強(qiáng)”兩個(gè)全新理論。此外還將處于納米聚集態(tài)的TTF-ORMOSIL、TTF-PEG兩種TTF納米顆粒分別作為細(xì)胞和活體層面成像的熒光探針，實(shí)現(xiàn)了其雙、三光子熒光，三倍頻細(xì)胞成像和三光子熒光深層小鼠腦血管成像，獲得了不錯(cuò)的成像效果。
　　論文第三部分，提出了一種用納米氧化石墨烯(NGO)包覆聚集誘導(dǎo)發(fā)光染料TTF的全新

5、納米熒光探針合成方法，制備了TTF-NGO納米顆粒。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表征，證明TTF-NGO納米顆粒具有生物化學(xué)穩(wěn)定性和粒徑可調(diào)性。同時(shí)，通過(guò)系列對(duì)照實(shí)驗(yàn)證明NGO對(duì)TTF染料分子無(wú)明顯熒光猝滅效果，并提出了NGO的包覆可增強(qiáng)TTF納米顆粒熒光強(qiáng)度的現(xiàn)象，結(jié)合兩者分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)機(jī)理，進(jìn)行了理論解釋。在表征了TTF-NGO納米顆粒的高熒光量子效率和大三光子吸收截面后，以其為熒光探針，進(jìn)行了小鼠耳部血管和斑馬魚的三光子熒光成像應(yīng)用。最后，將該納