Zur Lösung der Probleme schlechter Wasserdispersion, hoher Sauerstoffempfindlichkeit und unzureichender photochemischer Stabilität im traditionellen Upconversion-System basierend auf Triplett-Triplet-Annihilation (TTA) wurde eine feste Upconversion-Sonde (TTA-UCNPs) basierend auf hohlen mesoporösen Siliziumdioxid-Nanopartikeln (HMSNs) entwickelt. Der HMSNs-Träger wurde mittels inverser Mikroemulsionsmethode und selektiver Ätzung hergestellt, wobei durch dessen Kavitätsbegrenzungseffekt simultan der Platin-Octaethylporphyrin (PtOEP) Sensibilisator und der 9,10-Diphenylanthracen (DPA) Annihilator beladen wurden. Durch eine Amidreaktion erfolgte eine bifunktionelle PEG-FA-Modifikation zur Verbesserung der Biokompatibilität und Zielgerichtetheit. Experimentelle Ergebnisse zeigten, dass der Nano-Confinenment-Effekt der HMSNs das Sauerstoff-Quenching signifikant reduziert (Sauerstoffempfindlichkeit auf 6,4 % gesenkt, ca. 10,3-fach niedriger als im organischen System); nach Spülung mit einem THF/H₂O-Gemisch und Optimierung der Molekularanordnung stieg die Upconversion-Fluoreszenzintensität bei 441 nm um ca. 3,5-fach an; das System zeigt nichtlineare Lumineszenzeigenschaften bei niedriger Anregungsleistung (Schwelle ~5 mW·cm^-2) und hervorragende Photostabilität; Zellversuche bestätigten eine geringe Toxizität (HepG2-Zellvitalität > 84 % bei 250 μg·mL^-1) sowie eine effiziente zelluläre Zielbildgebung. Diese Studie bietet eine neue Strategie zur Entwicklung effizienter und stabiler Biobildgebungssonden mit geringer Anregungsleistung.

Upconversion-Nanopartikel;Fluoreszenzsonde;Biobildgebung;Triplett-Triplet-Annihilation;Hohle mesoporöse Siliziumdioxid-Nanopartikel