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Rotatable Aggregation‐Induced‐Emission/Aggregation‐Caused‐Quenching Ratio Strategy for Real‐Time Tracking Nanoparticle Dynamics

材料科学 荧光 猝灭(荧光) 纳米技术 聚集诱导发射 跟踪(教育) 生物系统 动力学(音乐) 纳米颗粒 生物物理学 透射电子显微镜 胶束 机制(生物学) 生物成像 化学 光学 物理 物理化学 生物 量子力学 水溶液 声学 教育学 心理学
作者
Hao Wu,Lu Zhang,Jinfan Yang,Ruonan Bo,Hongxu Du,Kai Lin,Dalin Zhang,Mythili Ramachandran,Yingbin Shen,Yangxi Xu,Xiangdong Xue,Zhao Ma,Aaron Lindstrom,Randy P. Carney,Tzu‐yin Lin,Yuanpei Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:30 (15) 被引量:35
标识
DOI:10.1002/adfm.201910348
摘要

Abstract Real‐time tracking of the dynamics change of self‐assembled nanostructures in physiological environments is crucial to improving their delivery efficiency and therapeutic effects. However, such tracking is impeded by the complex biological microenvironment leading to inhomogeneous distribution. A rotatable fluorescent ratio strategy is introduced that integrates aggregation‐induced emission (AIE) and aggregation‐caused quenching (ACQ) into one nanostructured system, termed AIE and ACQ fluorescence ratio (AAR). Following this strategy, an advanced probe, PEG 5k ‐TPE 4 ‐ICGD 4 (PTI), is developed to track the dynamics change. The extremely sharp fluorescent changes (up to 4008‐fold) in AAR allowed for the clear distinguishing and localization of the intact state and diverse dissociated states. The spatiotemporal distribution and structural dynamics of the PTI micelles can be tracked, quantitatively analyzed in living cells and animal tissue by the real‐time ratio map, and be used to monitor other responsive nanoplatforms. With this method, the dynamics of nanoparticle in different organelles are able to be investigated and validated by transmission electron microscopy. This novel strategy is generally applicable to many self‐assembled nanostructures for understanding delivery mechanism in living systems, ultimately to enhance their performance in biomedical applications.
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