研究目的
采用小角X射线散射(SAXS)定量测定超小荧光有机-无机杂化核壳二氧化硅纳米颗粒(C′点)的尺寸分散性,并克服辐照诱导的颗粒降解问题,为纳米医学和肿瘤学应用中的稳健型纳米颗粒设计提供依据。
研究成果
小角X射线散射(SAXS)能有效量化超小杂化纳米粒子的尺寸分散性:单步合成核的分散度约为0.19-0.21,成壳后为0.22-0.23。该技术对其他方法(如荧光相关光谱FCS或动态光散射DLS)无法检测的粒子结构细微差异具有敏感性,为医疗应用中的纳米粒子设计提供重要依据。未来工作应聚焦于完善聚合物刷结构模型及接枝密度的系统研究。
研究不足
静态SAXS测量中束流诱导的粒子损伤需要振荡流动装置。PEG壳层结构的模型(SG和SB)在全面捕捉多分散性和刷密度分布方面存在局限性。壳层生长的高分散性(如C′点-5)会因表面粗糙度和密度变化导致模型拟合不佳。FCS对无染料粒子不敏感,而DLS可能因流体动力学效应高估粒径。
1:实验设计与方法选择:
采用振荡流池的小角X射线散射(SAXS)技术以减轻束流损伤。通过形状因子分析及拟合(舒尔茨分布与高斯分布)对二氧化硅核与PEG壳的分散性进行建模。
2:样品选择与数据来源:
在水溶液中合成C′点,调控核/壳生长、聚乙二醇化及功能化(如生物素、cRGDyC肽段)。样品经透析与凝胶渗透色谱纯化。
3:实验设备与材料清单:
SAXS测试于康奈尔高能同步辐射源(CHESS)完成,使用Pilatus探测器;动态光散射(DLS)采用马尔文Zetasizer Nano-ZS;自建荧光相关光谱(FCS)系统;透射电镜(TEM)使用FEI Tecnai T12 Spirit显微镜?;约涟趸枨扒澹═MOS、TEOS)、荧光团(Cy5-mal、Cy5.5-mal)、PEG-硅烷及多肽。
4:5-mal)、PEG-硅烷及多肽。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:完成颗粒合成、聚乙二醇化、纯化及表征。通过振荡流采集SAXS数据以防止降解,并进行背景扣除。数据分析使用NIKA、BioXTAS RAW及SasView软件。
5:数据分析方法:
采用Levenberg-Marquardt回归与DREAM算法进行形状因子拟合及不确定性评估,通过Guinier分析估算尺寸,并与FCS和DLS数据比对。
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Zetasizer Nano-ZS
Nano-ZS
Malvern
Measuring hydrodynamic particle sizes and size distributions by dynamic light scattering (DLS).
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Tecnai T12 Spirit microscope
T12 Spirit
FEI
Collecting transmission electron microscopy (TEM) images of nanoparticles.
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Pilatus detector
300K
Dectris
Collecting SAXS patterns at sample-to-detector distance 1293 mm.
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Pilatus detector
100K
Dectris
Collecting SAXS patterns at distances of 1518 mm and 433 mm.
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BioLogic LP system
LP
GE Healthcare
Performing gel permeation chromatography (GPC) fractionation.
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Milli-Q system
Milli-Q
Millipore
Generating de-ionized water with resistivity of 18.2 MΩ·cm.
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