전통적인 삼중항-삼중항 소멸(TTA) 업컨버전 시스템의 낮은 수분 분산성, 높은 산소 민감도 및 부족한 광안정성 등의 문제를 해결하기 위해, 중공 메조포러스 이산화규소 나노입자(HMSNs)를 기반으로 한 고체상 업컨버전 프로브(TTA-UCNPs)가 개발되었다. 역상 미셀법과 선택적 식각 기술을 통해 HMSNs 캐리어를 제조하고, 그 공동 조절 효과를 이용해 백금 옥타에틸 포르피린(PtOEP) 감작제와 9,10-디페닐안트라센(DPA) 소멸제를 동시에 적재하였으며, 생체 적합성과 표적성을 향상시키기 위해 폴리에틸렌글리콜-엽산(PEG-FA) 이중 기능화 변형을 아미드 반응을 통해 수행하였다. 실험 결과, HMSNs의 나노 한정 효과가 산소 소광을 현저히 억제하였고(산소 감도는 6.4%로 유기상 시스템 대비 약 10.3배 감소), THF/H2O 혼합 용매 세척 후 분자 배열이 최적화되어 441 nm 피크의 업컨버전 형광 강도가 약 3.5배 증가하였으며, 낮은 여기 세기(임계값 약 5 mW·cm^-2)에서 비선형 발광 특성과 우수한 광안정성을 나타냈다. 세포 실험에서는 낮은 독성(250 μg·mL^-1에서 HepG2 세포 생존률 > 84%) 및 높은 효율의 세포 내 표적 이미징 능력이 확인되었다. 본 연구는 저출력 여기 생체 이미징 프로브의 효율적이고 안정적인 구성을 위한 새로운 전략을 제시한다.

업컨버전 나노입자; 형광 프로브; 생체 이미징; 삼중항-삼중항 소멸; 중공 메조포러스 이산화규소 나노입자