克拉克森大学教授合成最亮的荧光纳米颗粒

今年秋天，科学家们在领先的跨学科科学杂志《Small》上报道了首次成功合成超亮荧光介孔二氧化硅纳米颗粒的方法。

这些纳米颗粒在医学、生物学、材料科学和环境保护等方面有潜在的应用。

荧光材料已经在许多这些应用中使用。然而，拥有更明亮的标记颗粒将允许更精细地检测环境污染物、生物传感器中的信号，甚至检测爆炸物。

在荧光中，最初的点火光激发分子，然后分子重新发出不同颜色的光。这种现象可以用于许多不同的应用，因为它很容易被检测到，使用光学滤光片去除点火光，只留下粒子的光可见。

Sokolov说:“这些颗粒应该会在生物医学领域产生重大影响。”“例如，你可以创造不同颜色的粒子，这些粒子可以粘附在细胞内的特定生物分子上。然后你可以用现有的荧光显微镜很容易地看到和追踪这些分子。这种荧光标记有助于识别患病细胞，并可能显示导致疾病的原因。这种颗粒比典型的荧光染料更稳定。这意味着人们可以在很长一段时间内追踪这些粒子。”

Sokolov的工艺在物理上将大量有机荧光分子包裹在直径可达20至50纳米的纳米多孔二氧化硅颗粒中，同时防止分子泄漏。

作为亮度的一个例子，40纳米颗粒的荧光比最亮的水分散量子点(25-30纳米)亮34倍，似乎是迄今为止最亮的纳米颗粒。

2007年，Sokolov和他的团队发现了一种方法，可以合成迄今为止最亮的荧光二氧化硅微(非纳米)颗粒。各种将粒子尺寸减小到纳米级的尝试导致了粒子很亮但不是超亮。问题出在染料泄漏上。研究小组花了几年时间才最终合成出这种超亮纳米颗粒。

Sokolov和博士后Eun-Bum Cho(现在是首尔国立科学技术大学的助理教授)以及博士生Dmytro Volkov开发了这一过程，从而获得了所需的纳米颗粒。该小组目前包括博士后Shajesh Palantavida，他们正在研究适合生物医学标签的颗粒的开发。

全文标题为“超亮荧光介孔二氧化硅纳米颗粒可在以下网址下载http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201001337/abstract．

这项研究得到了美国国家科学基金会和美国陆军研究实验室陆军研究办公室的部分支持。该研究在克拉克森纳米工程和生物技术实验室中心(NABLAB)进行，该中心由Sokolov领导，旨在促进大学内的跨学科合作。

NABLAB由十多名教师组成，他们将克拉克森学者的专业知识应用于癌细胞研究，生物和医学应用的细颗粒，智能材料的合成，先进的生物传感器等。

克拉克森大学为全球经济培养领导者。六分之一的校友已经在一家公司担任首席执行官、副总裁或同等级别的高管。克拉克森大学位于纽约州波茨坦的阿迪朗达克公园外，是一所全国公认的本科生研究型大学，在针对世界紧迫问题的学术卓越签名领域有选择的研究生课程。通过50个严格的工程、商业、艺术、科学和健康科学研究项目，整个学习生活社区跨越学科、国家和文化的界限，建立观察能力，挑战现状，并将发现和工程创新与企业联系起来。