聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状聚合物是一类具有分支结构的纳米材料，其末端氨基修饰的衍生物（PAMAM-NH₂）因其良好的生物相容性、可调控的表面电荷及多功能化潜力，在生物成像领域展现出独特优势。其中，尺寸效应作为影响其成像性能的核心因素，通过调控分子代数、表面官能团密度及纳米结构，可改变其荧光特性、靶向效率及体内分布行为，进而优化成像效果。

一、PAMAM - NH₂ 的结构与尺寸特性

PAMAM 是一种具有高度分支结构的球形大分子，其结构由中心核、分支单元和表面基团组成。PAMAM - NH₂ 是通过在 PAMAM 的表面引入氨基基团而得到的。随着树枝状大分子的代数增加，其尺寸逐渐增大。

例如，从第 0 代到第 5 代，PAMAM - NH₂ 的直径可以从几纳米增加到几十纳米。这种尺寸变化主要源于分支单元的不断扩展和表面基团数量的增加。尺寸的改变会影响其在生物体内的行为，包括与生物分子的相互作用、在细胞内的摄取方式以及在组织中的扩散和分布等。

二、尺寸对细胞摄取的影响

细胞摄取是生物成像中一个关键环节。PAMAM - NH₂ 的尺寸对其细胞摄取效率有影响。研究表明，较小尺寸的 PAMAM - NH₂ 更容易被细胞摄取。这是因为小尺寸的 PAMAM - NH₂ 能够更有效地与细胞表面的受体相互作用，并且可以通过细胞的内吞作用更快速地进入细胞内部。

三、分子尺寸与荧光性能的调控

PAMAM-NH₂的尺寸由代数决定，代数越高，分子直径越大，表面氨基密度呈指数级增长。代数越高，致敬越大，氨基数也增多。这种尺寸差异直接影响其荧光性能：

1.自发荧光效应：PAMAM-NH₂虽无传统荧光基团，但通过分子内电子跃迁可产生自发荧光。低代数分子（如G1-NH₂）因尺寸较小，荧光量子产率较低，但光稳定性较强；高代数分子（如G5-NH₂）因内部空腔增大，可封装荧光染料（如Cy5.5），通过能量转移增强荧光强度

2.表面修饰的荧光增强：高代数PAMAM-NH₂的密集氨基可共价连接多个荧光分子，形成多发光中心结构。G5-NH₂表面修饰8个Cy5.5分子后，荧光强度较单分子提升，且因空间位阻效应减少自猝灭，提高成像信噪比。

四、尺寸依赖的靶向积累与成像对比度

PAMAM-NH₂的靶向成像性能与其尺寸密切相关，主要体现在以下两方面：

1.增强渗透与滞留效应（EPR）：内皮间隙通常为100-1000 nm，高代数PAMAM-NH₂可优先通过EPR效应在特定组织富集。

2.靶向配体修饰的尺寸优化：通过表面修饰靶向肽（如RGD）或抗体，PAMAM-NH₂可实现主动靶向。高代数分子因表面氨基密度高，可负载更多靶向配体，提升结合亲和力。