大约10年前，当HAASE和SchäFER发表了一篇关于上转换纳米粒子（UCNPs）的综述时，这类特殊的发光材料吸引了从太阳能电池到热释光等多学科研究领域的大量研究人员，并被确立为生物应用的发光探针。
近日，德国雷根斯堡大学Thomas Hirsch报道了采用单分散的<12 nm的掺Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+的核壳颗粒，研究了不同的表面修饰对其保护性能的影响。
文章要点
1）自组装膜PLM的掺Er3+UCNPs的亮度分别比PAA和AP封顶的类似粒子高700%和500%，这表明PLM可最大限度地减少了附着在纳米粒子表面的水分子的数量，从而减少了非辐射声子的失活。这一假设得到了验证，添加了Tm3+掺杂剂的对照粒子没有通过在UCNPs周围应用双层来显示这种亮度增强。此外，PLM包裹的UCNPs在酸性、碱性和生理条件下至少96 h具有良好的胶体稳定性。这些颗粒在高离子强度环境（140 mM NaCl）和各种生理浓度的单价和二价离子溶液中也不受影响。
2）研究发现，在达到稳定信号后的96 h内，UCNPs在含Ca2+的溶液中也显示出连续发光。在含有5%FCS的复杂基质中，UCNPs至少在监测的96 h内保持稳定。因此，疏水磷脂双层将UCNPs转化为更明亮、更灵敏的探针，不仅为它们提供了更高的防止水降解的保护，而且使它们在缓冲液、高离子强度溶液和复杂的细胞介质中具有高度的胶体稳定性。
3）通过发展这一概念并增加双层涂层的疏水性和紧密性，例如通过脂质组成的变化、双层分子的交联，或者通过在PLM制备期间排除水，可以获得稳定性方面的进一步改进。由于这些小而稳定的PLM包裹的UCNPs具有明亮的上转换能力，对肾脏细胞没有任何毒性作用，因此有望作为研究细胞摄取的模型系统。此外，修饰脂质的巨大变异性和插入疏水分子的可能性为构建在细胞水平上筛选药物效率的小型发光载体提供了工具箱。
Susanne Märkl, et al, Small and Bright Water-Protected Upconversion Nanoparticles with Long-Time Stability in Complex, Aqueous Media by Phospholipid Membrane Coating, Nano Lett., 2020
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03327
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03327
