Um die Probleme der herkömmlichen Triplet-Triplet-Annihilation (TTA) basierten Upconversion-Systeme wie schlechte Wasserdispersion, hohe Sauerstoffempfindlichkeit und unzureichende Photostabilität zu lösen, wurde eine Feststoff-Upconversion-Sonde (TTA-UCNPs) auf Basis von hohlen mesoporösen Siliciumdioxid-Nanopartikeln (HMSNs) entwickelt. Der Träger HMSNs wurde mittels inverser Mikroemulsionsmethode und selektiver Ätzung hergestellt, wobei Platin-Oktäthylporphyrin (PtOEP) als Sensibilisator und 9,10-Diphenylanthracen (DPA) als Annihilator gemeinsam durch den Kavitätseinschluss-Effekt geladen wurden. Durch Amidreaktion erfolgte eine bifunktionale Modifikation mit Polyethylenglykol-Folsäure (PEG-FA) zur Verbesserung der Biokompatibilität und Zielgerichtetheit. Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass der Nanobegrenzungseffekt der HMSNs die Sauerstoffauslöschung deutlich reduzierte (Sauerstoffempfindlichkeit sank auf 6,4%, etwa 10,3-facher Abfall gegenüber organischen Systemen); nach Reinigung mit THF/H2O-Gemisch und Optimierung der molekularen Anordnung erhöhte sich die Spitzenintensität der Upconversion-Fluoreszenz bei 441 nm um ca. das 3,5-fache; das System zeigte bei niedriger Anregungsleistung (Schwelle ~5 mW·cm^-2) ein nichtlineares Emissionsverhalten und exzellente Photostabilität; Zellversuche bestätigten niedrige Toxizität (HepG2-Zellüberleben > 84% bei 250 μg·mL^-1) sowie eine hocheffektive intrazelluläre gezielte Bildgebung. Diese Studie bietet eine neue Strategie zur Herstellung effizienter, stabiler Biobildgebungs-Sonden mit niedriger Erregungsleistung.

Upconversion-Nanopartikel; fluoreszente Sonde; Bioimaging; Triplet-Triplet-Annihilation; hohle mesoporöse Siliciumdioxid-Nanopartikel