I punti di carbonio (CD) sono una specie di nanomateriale carbonioso a dimensione zero. Grazie alle loro dimensioni ultra-ridotte (di solito inferiori a 10 nm), alla sintesi semplice, alla bassa tossicità, alla biocompatibilità ben documentata e alle eccezionali proprietà luminescenti, i CD hanno ampie applicazioni, in particolare nel campo della bioimaging e biomedico. Finora, in diversi sistemi CD sono state segnalate emissioni blu e verdi efficienti con resa quantica di fotoluminescenza (PLQY) superiore al 60%, mentre CD efficienti emissivi di rosso puro sono ancora scarse. L'imaging a fluorescenza in vivo (FL) non invasivo richiede una finestra spettrale di lavoro ideale nella gamma da rosso a NIR di 650-1450 nm. Pertanto, sono altamente desiderati CD con forti emissioni in rosso nella regione NIR in soluzioni acquose.

In un nuovo articolo pubblicato su Light Science &Application , un team di scienziati, guidato dal professor Songnan Qu del Joint Key Laboratory del Ministero dell'Istruzione, Institute of Applied Physics and Materials Engineering, University of Macau, Taipa, Macau SAR, China, e collaboratori hanno sviluppato la sintesi solvotermica in un solo passaggio di FA-CD emissivi rossi da acido citrico e urea in FA senza complicate procedure di purificazione.

Confrontando le proprietà ottiche e le strutture chimiche dei campioni sintetizzati solvotermico in diversi solventi, l'alto contenuto di gruppi C=O che si ritirano elettroni e il basso contenuto di gruppi −NH e −OH donatori di protoni sulla superficie degli FA-CD spiegano la loro emissione di rosso puro. Dopo aver composto con BSA, sono stati realizzati PLQY elevati fino al 21,9% e FL rosso multi-fotone significativamente migliorato in soluzioni acquose FA-CDs@BSA. Sia gli FA-CD che gli FA-CD@BSA hanno mostrato una citotossicità molto bassa e sono stati escreti per via renale in vivo. Ancora più importante, l'imaging del tumore FL rosso chiaramente in vivo e l'imaging FL rosso a due fotoni dei vasi dell'orecchio del topo sono stati realizzati tramite iniezione endovenosa di soluzioni acquose FA-CDs@BSA.

"Per quanto ne sappiamo, questa è la prima volta che realizziamo l'imaging FL a due fotoni nei mammiferi in vivo sulla base di CD. Riteniamo che questo studio possa promuovere la progettazione razionale di CD emissivi di rosso/NIR forti a basso costo in un sistema acquoso per il loro alto applicazioni biologiche delle prestazioni", hanno affermato gli scienziati.

I ricercatori sviluppano un microscopio a due fotoni ad ampio campo visivo e ad alta risoluzione