[發明專利]具有殼核結構的磁性熒光納米顆粒的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201110295605.4
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102500291A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 朱海;李富榮;蔣原;李金峰;王西麗
• 申請（專利權）人: 深圳市易瑞生物技術有限公司
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;C09K11/06;H01F1/00
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【技術領域】

本發明屬于納米材料、生物醫學技術領域，具體涉及一種磁性熒光復合納米顆粒的制備及其應用。?

【背景技術】

現代生物醫學研究領域中，標記和富集分離是必不可少的步驟。稀土熒光納米顆粒具有熒光壽命長、Stokes位移大、激發譜較寬而發射峰尖銳等標記優勢，已逐步取代傳統有機熒光染料，運用于生物標記和醫學診斷領域，但不具備采集和分離功能。磁性納米顆粒具有良好的超順磁性和表面易功能化等特點，能與欲分離的目標物相結合，在外磁場的作用下定向集中，但本身不具備標記的功能。隨著科技的進步，單一的熒光納米材料或磁性納米材料已經難以滿足學科發展需求。兼具熒光可示蹤性和超順磁響應性的雙功能磁性熒光納米顆粒具有富集和標記的雙重功能，在生物醫學領域有著更廣闊的應用前景。?

運用傳統的自主裝、共沉淀等方法制備出的納米顆粒表面粗糙、均勻性較差、熒光易淬滅等缺陷。本發明將微乳液法和layer-by-layer自組裝法相結合，首先以Fe₃O₄納米粒子作為磁性核，外包二氧化硅殼，制備具有核殼結構的二氧化硅磁性微球，再將稀土熒光物質吸附在二氧化硅的殼層上，二氧化硅殼層表面可以結合大量的稀土熒光物質。然后，再在其外面包裹上一層二氧化硅以提高其熒光磁性微球穩定性，防止團聚和熒光物質泄漏。由于顆粒里包裹了大量的稀土熒光物質，因此，所制備顆粒的熒光強度高。該磁性熒光納米顆粒的表面可進行各種修飾，直接連接生物活性物質，將在免疫分析、疾病診斷、定量檢測、磁共振成像、光動力治療等方面發揮重要作用，極大地推動生物科學技術的發展。?

【發明內容】

本發明目的在于提供一種粒徑小、磁響應性強、熒光信號強、抗光漂白性強、生物相容性好、易于表面修飾的單分散磁性熒光納米顆粒。該顆粒可以應用于生物標記、分離、富集、檢測等領域。?

本發明的磁性熒光納米顆粒是以磁性納米粒子為核，核外層包裹一層多孔性的SiO₂，熒光物質通過共價、靜電吸附等方式固定在孔內及顆粒表面，再在此顆粒的表面包裹一層SiO₂。其粒度控制在10-500nm之間。?

本發明提出的具有核殼結構的磁性熒光納米顆粒的磁性內核可以是Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃、MeFe₂O₄(Me＝Co、Mn、Ni)、金屬Ni，Co，Fe及其合金Fe-Co，Ni-Fe等的一種或幾種，優選Fe₃O₄。?

本發明提出的具有核殼結構的磁性熒光納米顆粒中含有的熒光物質可以是稀土元素(如：Eu³⁺、Sm³⁺、Dy³⁺、Tb³⁺等)與螯合劑形成的螯合物，該螯合物可以在紫外光激發下發射出明亮的特征性熒光。?

本發明提出的具有核殼結構的磁性熒光納米顆粒的制備過程中，運用的稀土元素螯合劑可以是多氨基多羧酸類螯合劑、菲咯啉類螯合劑、β-二酮類螯合劑、水楊酸類螯合劑、吡啶類螯合劑等化合物，能與三價稀土元素螯合形成螯合物、在紫外光激發下發射稀土元素特征性熒光。?

本發明提出的具有核殼結構的磁性熒光納米顆粒中的螯合物可以采用以下任一種方式固定在多孔二氧化硅的孔內及表面：共價偶聯、靜電吸附等，優選共價偶聯。?

本發明提出的具有核殼結構的磁性熒光納米顆粒的最外層是SiO₂包覆層，既可通過正硅酸乙酯水解得到表面帶有羥基的硅層，又可通過硅烷偶聯劑水解得到?表面帶有特定功能基團的硅層，便于直接與生物分子共價偶聯或靜電吸附，制成生物分子探針。?

本發明提出的具有核殼結構的磁性熒光納米顆粒具有熒光量子效率高、激發光譜帶較寬、發射譜帶窄、Stokes位移大、熒光壽命長等特點。?

本發明提出的具有核殼結構的磁性熒光納米顆粒無生物毒性，可以用于生物醫學領域中的生物標記、分離、富集、檢測等領域。?

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步說明。?

圖1是磁性熒光納米顆粒透射電鏡照片(左圖)和發射光譜(右圖)?

具體實施方式